CN109319826B - 一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法，以In基MOF为前驱物，将尺寸较小，形貌均一的十二面体In基MOF作为前驱物，选择合适的煅烧温度、煅烧时间以及煅烧气氛可形成具有核壳结构的氧化铟十二面体。

Description

一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法
技术领域
本发明涉及使用一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法，属于材料的制备技术。
背景技术
微纳米材料的形貌是影响其性能的重要因素。如何控制合成具有特定形貌的金属氧化物微纳米晶成为当今研究的热点内容。金属-有机框架(MOFs)材料是通过无机金属离子与有机配体自组装形成的一类新型的有机-无机杂化材料。与传统无机多孔材料相比，它具有更高的比表面积、孔隙率以及规则的孔道，且其结构易于调控。以MOFs为前驱体制备金属氧化物具有较多的优势，其煅烧后的材料可保持MOFs前驱物框架和多孔结构。本发明以十二面体的In基MOFs为前驱体，通过惰性气体的保护，选择合适的煅烧温度，最终得到了具有核壳结构的氧化铟十二面体。核壳结构具有比表面积大，反应活性位点多，以及提高入射光利用率等优点。目前以In基MOFs为前驱体煅烧得到具有核壳结构的氧化铟十二面体的研究还未见报道。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种简单的合成大小形貌均一、具有核壳结构的氧化铟十二面体的方法。本发明以In基MOF为前驱物，将尺寸较小，形貌均一的十二面体In基MOF作为前驱物，选择合适的煅烧温度、煅烧时间以及煅烧气氛可形成具有核壳结构的氧化铟十二面体。
包括以下步骤：
前驱物的制备：取四水合硝酸铟和咪唑-4,5-二羧酸溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中,在上述溶液中加入苯并咪唑，搅拌均匀，将上述混合溶液转移至圆底烧瓶中，加热，反应时间,通过离心分离收集产物，然后用工业酒精将产物洗涤数次，烘干备用。
取适量上述铟基MOF前驱体，将其放在小瓷舟中，平铺均匀，然后放到管式炉中，通入合适的气体，选择合适的温度和煅烧时间，即可得到表面由小颗粒堆积而成具有核壳结构的十二面体氧化铟。
与现有技术相比具有的优点或积极效果
所合成In2O3微纳米颗粒具有独特的形貌：十二面体核壳结构。
以铟基MOF十二面体为前驱体，经选择合适的煅烧条件来制备这种独特的In2O3结构未见报道。
附图说明
图1 (a) 铟基MOF前驱物的X射线粉末衍射图 (XRD)；(b) 铟基MOF前驱物的扫描电镜图 (SEM)，右上角为前驱物单个颗粒放大图。
图2 (a) 500 oC煅烧后产物X射线粉末衍射图 (XRD)；(b) 500 oC煅烧后产物扫描电镜图 (SEM)；(c) 500 oC煅烧后产物透射电镜图 (TEM)。
图3 (a) 450 oC煅烧后产物X射线粉末衍射图 (XRD)；(b) 450 oC煅烧后产物扫描电镜图 (SEM)；(c) 450 oC煅烧后产物透射电镜图 (TEM)。
图4 (a) 600℃煅烧后产物X射线粉末衍射图 (XRD)；(b) 600℃煅烧后产物扫描电镜图 (SEM)；(c) 600℃煅烧后产物透射电镜图 (TEM)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种简单的合成大小形貌均一、具有核壳结构的氧化铟十二面体的方法。本发明以In基MOF为前驱物，将尺寸较小，形貌均一的十二面体In基MOF作为前驱物，选择合适的煅烧温度、煅烧时间以及煅烧气氛可形成具有核壳结构的氧化铟十二面体。
包括以下步骤：
前驱物的制备：取四水合硝酸铟（0.015g）和咪唑-4,5-二羧酸（0.021g）溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液（6ml）中,在上述溶液中加入苯并咪唑（0.1g），搅拌均匀，将上述混合溶液转移至圆底烧瓶中，加热至120℃，反应时间4h。通过离心分离收集产物，然后用工业酒精将产物洗涤数次，烘干备用。
取适量上述铟基MOF前驱体，将其放在小瓷舟中，平铺均匀，然后放到管式炉中，通入合适的气体，选择合适的温度和煅烧时间，即可得到表面由小颗粒堆积而成具有核壳结构的十二面体氧化铟。
更为具体的，
取铟基MOF为前驱体，将其放在小瓷舟中，平铺均匀，然后放到管式炉中，以2℃/min的速度升温，加热温度在450-600 ℃之间，煅烧时间为1h。通入气体为惰性气体氩气。即可得到表面由小颗粒堆积而成具有核壳结构的十二面体氧化铟。
图1为铟基MOF前驱物的XRD(图1a)和扫描电镜图（图1b）。XRD图中红色曲线为合成的前驱物，黑色曲线为模拟出的铟基MOF的XRD谱图，两者有较好的匹配度，表明所得产物为In基MOF。扫描电镜图表明前驱体为十二面体的微米颗粒, 且十二面体微米颗粒的尺寸比较均匀。
图2为以铟基MOF前驱物经500 oC煅烧后产物的XRD(图2a)、扫描电镜图（图2b）以及透射电镜图（图2c）。XRD图中黑色曲线为煅烧后核壳结构氧化铟的XRD图，红色曲线为氧化铟的标准XRD谱图。表明铟基MOF经500 oC高温煅烧后所得产物为氧化铟。扫描电镜图表明经煅烧后十二面体形貌可保持，并且表面变粗糙，由小颗粒堆积而成。透射电镜证明内部有核，形成核壳结构。
图3为以铟基MOF前驱物经450 oC煅烧后产物的XRD (图3a)、扫描电镜图（图3b）以及透射电镜图（图3c）。XRD图中黑色曲线为煅烧后核壳结构氧化铟的XRD图，红色曲线为氧化铟的标准XRD谱图。表明铟基MOF经450 oC高温煅烧后所得产物为氧化铟。扫描电镜图表明经煅烧后十二面体形貌可保持，并且表面变粗糙，由小颗粒堆积而成。透射电镜证明内部有核，形成核壳结构。
图4为以铟基MOF前驱物经600℃煅烧后产物的XRD(图4a)、扫描电镜图（图4b）以及透射电镜图（图4c）。XRD图中黑色曲线为煅烧后核壳结构氧化铟的XRD图，红色曲线为氧化铟的标准XRD谱图。表明铟基MOF经600℃高温煅烧后所得产物为氧化铟。扫描电镜图表明经煅烧后十二面体形貌可保持，并且表面变粗糙，由小颗粒堆积而成。透射电镜证明内部有核，形成核壳结构。
将十二面体的铟基MOF作为前驱体，利用管式炉进行高温煅烧，，最终形成核壳结构的十二面体氧化铟微米颗粒，其中前驱物的选择，煅烧温度，煅烧时间，煅烧气体的选择尤为重要。

Claims (1)

1.一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤（1）前驱物的制备：取四水合硝酸铟和咪唑-4,5-二羧酸溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中,在上述溶液中加入苯并咪唑，搅拌均匀，将上述混合溶液转移至圆底烧瓶中，热至120-150℃，反应时间2-8h，通过离心分离收集产物，然后用工业酒精将产物洗涤数次，烘干得到铟基MOF前驱体备用； 步骤（2）取适量上述铟基MOF前驱体，将其放在小瓷舟中，平铺均匀，然后放到管式炉中，通入氩气，选择450-600℃煅烧，煅烧时间为1h，即可得到表面由小颗粒堆积而成具有核壳结构的十二面体氧化铟。
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CN110655103A (zh) * 2019-10-28 2020-01-07 江苏师范大学 一种多孔CuO/In2O3十二面体复合物及其制备方法
CN112316954A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 江苏师范大学 一种制备具有中空十二面体状In2O3-In2S3复合光催化剂的方法
CN114965893A (zh) * 2022-05-24 2022-08-30 中国地质大学（武汉） 半导体金属氧化物的制备方法、气体传感器及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032389A (zh) * 2017-06-16 2017-08-11 宁波大学 一种多孔氧化铟纳米材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032389A (zh) * 2017-06-16 2017-08-11 宁波大学 一种多孔氧化铟纳米材料及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controlled synthesis and photoluminescence properties of In2O3 rods with dodecahedron In2O3 microcrystals on top;Hassan Ouacha等;《Phys. Status Solidi A》;20170703;1700050 *
Engineering an effective noble-metal-free photocatalyst for hydrogen evolution: hollow hexagonal porous micro-rods assembled from In2O3@carbon core–shell nanoparticles;Rong Li等;《J. Mater. Chem. A》;20180629;15747–15754 *
In-MOFs-derived microsphere In2O3 for highly sensitive detecting formaldehyde vapor;Wei Zhou等;《Inorganic Chemistry Communications》;20170720;100–104 *
N-Doped Mesoporous In2O3 for Photocatalytic Oxygen Evolution from the In-based Metal–Organic Frameworks;Xiaoyu Gan等;《Chem. Eur. J.》;20170224;7264–7271 *
Synthesis of trapezohedral indium oxide nanoparticles with high-index {211} facets and high gas sensing activity;Xiguang Han等;《Chem. Commun.》;20150422;9612-9615 *

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