CN106944030A - 一种氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备及其应用。在无氧条件下，使含有B‑B键的联硼有机化合物负载在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。该制备方法简单、安全、高效，所制备的蓝色二氧化钛和/或氧化锌纳米材料对气氛中痕量的氧气有敏感的响应能力，可以作为氧检测剂，同时还可应用于光催化、能源储存转化等领域。
Description
技术领域
本发明涉及半导体氧化物纳米材料的制备领域，特别涉及一种含Ti3+的蓝色TiO2和含Zn+的蓝色ZnO纳米材料的制备方法，以及这种纳米材料的用途。
背景技术
以TiO2、ZnO等氧化物为首的过渡金属氧化物半导体材料有优秀的热稳定性及物理化学性质，丰度高，毒性低，因此被广泛使用于生产生活中。通过对其进行修饰和调节，能够优化材料的性能，因此受到了研究者的广泛关注。比如通过一定的化学手段对半导体氧化物进行还原处理，能够改变元素的构成及化学计量比，进而调节材料的物理性质及化学性质。具体方法是：使TiO2中形成部分Ti3+或者使ZnO中生成部分Zn+，或者使部分氧反应，降低材料中的氧元素含量。通常需要紫外光对TiO2或者ZnO进行照射，或者在高温条件下使用强还原剂H2等进行反应，使TiO2中的Ti4+或者ZnO中的Zn2+还原为Ti3+或者Zn+，同时与材料中的氧元素反应，降低材料中的氧元素含量。
中国专利申请公开说明书CN 103482698 A描述了一种在室温条件下基于紫外光照射处理制备Ti3+的方法。该方法通过使用紫外光对含有20～40nm的金红石相TiO2的乳浊液进行照射，得到含有Ti3+的蓝色TiO2。
中国专利申请公开说明书CN 103191707 A描述了一种高温条件下使用金属单质在负压密闭系统中将TiO2还原生成TiO2-x(含有部分Ti3+)的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的蓝色TiO2和/或ZnO纳米材料的制备方法，进一步的，利用所制备的蓝色TiO2和/或ZnO纳米材料，提供一种对氧气进行简便、快捷和灵敏的检测方法。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备方法，在无氧条件下，使含有B-B键的联硼有机化合物负载在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。
上述制备方法中，所述含有B-B键的联硼有机化合物的通式可以表示为B2(XY)4，其中X＝O、N或Si，Y＝Hp或CmHn，p、m和n为正整数。这样的联硼有机化合物例如C12H24B2O4、C10H20B2O4、C12H8B2O4、B2(OH)4、C8H24B2N4等。
所述纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒优选为粒径在1～100nm范围内的颗粒。
一种使含有B-B键的联硼有机化合物负载在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上的具体方法是：将纳米TiO2和/或纳米ZnO粉末分散在非氧化性溶剂中，然后向该分散体系中加入联硼有机化合物，在非氧化性气氛条件下混合均匀，减压蒸发溶剂，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。
上述方法中，所加联硼有机化合物的质量为纳米TiO2和/或纳米ZnO粉末的1％～100％。
上述方法中，所述非氧化性溶剂包括但不限于下列溶剂：乙醇、甲醇、苯、甲苯、水、丙酮、乙腈、正己烷、乙酸乙酯等。
上述方法中，所述非氧化性气氛一般选择为氮气、氩气等惰性气氛。
另一种使含有B-B键的联硼有机化合物负载在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上的具体方法是：在非氧化性气氛条件下将联硼有机化合物粉末与纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒均匀混合，使联硼有机化合物均匀分布在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒的表面上。
上述方法中，联硼有机化合物的质量为纳米TiO2和/或纳米ZnO粉末的1％～100％。联硼有机化合物粉末的粒径优选为10纳米～10微米。
上述方法中，所述非氧化性气氛一般选择为氮气、氩气等惰性气氛。
根据本发明的氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备方法，所得含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的ZnO纳米材料需要保存在真空条件，或者保存在氮气、氩气等惰性氛围中。该纳米材料可以作为氧检测剂，通过纳米材料的蓝色消失或减弱来检测气氛中的氧气，氧气的浓度在0.1％～100％。
本发明使用一种简单的将半导体氧化物和联硼有机化合物混合的方法，在室温条件下十分方便地对以ZnO、TiO2为首的半导体氧化物进行修饰和改性，得到蓝色ZnO、TiO2。相对于之前的方法，该方法有突出的优点：无需加热，无危险，制备简单方便。该蓝色氧化物对气氛中痕量的氧气有敏感的响应能力，有机会应用于真空包装领域作为安全指示剂。同时，修饰后的蓝色氧化物在可见光条件下的光催化、能源储存转化等领域有潜在应用前景。
附图说明
图1.TiO2及其与各种联硼化合物的复合物纳米材料在室温条件下的紫外-可见-近红外吸收光谱。
图2.TiO2和C12H24B2O4的复合物纳米材料在室温条件下的电子顺磁共振波谱。
图3.ZnO及其与各种联硼化合物的复合物纳米材料在室温条件下的紫外-可见-近红外吸收光谱。
图4.ZnO和C12H24B2O4的复合物纳米材料在室温条件下的电子顺磁共振波谱。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H24B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图1所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。使用电子顺磁共振仪测试其中的Ti3+存在的证据，如图2所示。对该固体粉末材料存在的气氛中通入5％的空气，材料的颜色由深蓝色变为白色。
实施例2
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C12H8B2O4,氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H8B2O4的深蓝色纳米材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图1所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。对该固体粉末材料存在的气氛中通入5％的空气，材料的颜色由深蓝色变为白色。
实施例3
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克B2(OH)4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载B2(OH)4的蓝黑色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图1所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。
实施例4
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C8H24B2N4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C8H24B2N4的蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例5
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入10毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H24B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图1所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。使用电子顺磁共振仪测试其中的Ti3+存在的证据，如图2所示。
实施例6
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入10毫克C10H20B2O4,氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C10H20B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例7
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入10毫克B2(OH)4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载B2(OH)4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图1所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。
实施例8
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入10毫克C8H24B2N4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C8H24B2N4的蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例9
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克甲苯中，搅拌均匀。随后加入60毫克C8H24B2N4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C8H24B2N4的蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例10
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入500毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H24B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例11
将1克纳米ZnO(30nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到ZnO负载C12H24B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图3所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。使用电子顺磁共振仪测试其中的Zn+存在的证据，如图4所示。对该固体粉末材料存在的气氛中通入5％的空气，材料的颜色由深蓝色变为白色。
实施例12
将1克纳米ZnO(30nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C10H20B2O4,氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到ZnO负载C10H20B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例13
将1克纳米ZnO(30nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克B2(OH)4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到ZnO负载B2(OH)4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。使用固体紫外可见测试其对光的吸收，如图3所示，样品在可见光及近红外区间产生明显的吸收。
实施例14
将1克纳米ZnO(30nm)分散于5克乙醇中，搅拌均匀。随后加入60毫克C8H24B2N4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到ZnO负载C8H24B2N4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例15
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克正己烷中，搅拌均匀。随后加入500毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H24B2O4的淡蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例16
将1克纳米TiO2(P25，20nm)分散于5克苯中，搅拌均匀。随后加入500毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下搅拌均匀，减压条件下使乙醇挥发，得到TiO2负载C12H24B2O4的深蓝色纳米材料。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
实施例17
将1克纳米ZnO(30nm)与500毫克C12H24B2O4，氮气保护条件下，使用研钵研磨20分钟，得到ZnO负载C12H24B2O4的蓝色固体粉末。在真空条件或者氮气、氩气氛围下保存材料。
Claims (10)
1.一种氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备方法，在无氧条件下，使含有B-B键的联硼有机化合物负载在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机化合物为含有B-B键的联硼有机化合物的通式为B2(XY)4，其中X＝O、N或Si，Y＝Hp或CmHn，p、m和n为正整数。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有B-B键的联硼有机化合物选自下列化合物中的一种或多种：C12H24B2O4、C12H8B2O4、C10H20B2O4、B2(OH)4和C8H24B2N4。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒的粒径为1～100nm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将纳米TiO2和/或纳米ZnO粉末分散在非氧化性溶剂中，然后向该分散体系中加入所述联硼有机化合物，在非氧化性气氛条件下混合均匀，减压蒸发溶剂，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述非氧化性溶剂选自下列溶剂中的一种或多种：乙醇、甲醇、苯、甲苯、水、丙酮、乙腈、正己烷和乙酸乙酯。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在非氧化性气氛条件下将所述联硼有机化合物粉末与纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒均匀混合，使联硼有机化合物均匀分布在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒的表面上，得到含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料。
8.如权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，所加联硼有机化合物的质量为纳米TiO2和/或纳米ZnO粉末的1％～100％；所述非氧化性气氛为惰性气氛。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备的氧敏感性半导体氧化物纳米材料，为含Ti3+的蓝色TiO2和/或含Zn+的蓝色ZnO纳米材料，是在纳米TiO2和/或纳米ZnO颗粒上负载了含有B-B键的联硼有机化合物。
10.权利要求9所述氧敏感性半导体氧化物纳米材料作为氧检测剂的用途。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108539023A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 北京大学 | 基于联硼化合物修饰的钙钛矿型太阳能电池及其制备方法 |
| CN108535335A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-14 | 安徽建筑大学 | 一种基于同种材料多重独立信号的有机污染物检测方法 |
| CN110459685A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-15 | 北京大学 | 一种有机联硼化合物修饰的二氧化锡纳米材料及其制备和应用 |
| CN114032129A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-11 | 山西潞安太行润滑科技股份有限公司 | 一种过渡金属硫化物表面修饰方法及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102240546A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-11-16 | 山东大学 | 二氧化钛负载贵金属可见光光催化材料的制备方法 |
| CN102658105A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 华东理工大学 | 一种具有高可见光吸收性的二氧化钛的连续化制备方法 |
| CN103191707A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 双温区还原法制备黑色二氧化钛的方法 |
| CN103482698A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 纳米蓝色二氧化钛胶体及其制备方法和用途 |
| CN104525168A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-22 | 黑龙江大学 | 一种以一步水热法合成用于光解水制氢的锐钛矿/板钛矿纳米复合材料的方法 |
| CN105753043A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-07-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 金属-氨溶液还原二氧化钛制备还原型二氧化钛的方法 |
| CN106319626A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 上海科技大学 | 一种多孔还原态二氧化钛晶体材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-03-02 CN CN201710122191.2A patent/CN106944030B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102240546A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-11-16 | 山东大学 | 二氧化钛负载贵金属可见光光催化材料的制备方法 |
| CN102658105A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 华东理工大学 | 一种具有高可见光吸收性的二氧化钛的连续化制备方法 |
| CN103191707A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 双温区还原法制备黑色二氧化钛的方法 |
| CN103482698A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 纳米蓝色二氧化钛胶体及其制备方法和用途 |
| CN105753043A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-07-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 金属-氨溶液还原二氧化钛制备还原型二氧化钛的方法 |
| CN104525168A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-22 | 黑龙江大学 | 一种以一步水热法合成用于光解水制氢的锐钛矿/板钛矿纳米复合材料的方法 |
| CN106319626A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 上海科技大学 | 一种多孔还原态二氧化钛晶体材料及其制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108539023A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 北京大学 | 基于联硼化合物修饰的钙钛矿型太阳能电池及其制备方法 |
| CN108535335A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-14 | 安徽建筑大学 | 一种基于同种材料多重独立信号的有机污染物检测方法 |
| CN110459685A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-15 | 北京大学 | 一种有机联硼化合物修饰的二氧化锡纳米材料及其制备和应用 |
| CN114032129A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-11 | 山西潞安太行润滑科技股份有限公司 | 一种过渡金属硫化物表面修饰方法及其应用 |
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| Publication number | Publication date |
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