CN110407260A - 一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物及其合成方法 - Google Patents

一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物及其合成方法 Download PDF

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Abstract

一种多孔中空棒状NiTiO3/A‑TiO2/R‑TiO2的合成方法，包括：将钛酸四异丙酯、硝酸镍和2‑氨基对苯二甲酸溶于有机溶剂中得混合溶液，将混合溶液转移至反应釜中加热反应一段时间；离心分离收集反应后的产物，洗涤，烘干，得前驱物；将获得的前驱物于保护气氛中高温煅烧，得多孔中空棒状NiTiO3/A‑TiO2/R‑TiO2复合物。本发明的多孔中空棒状NiTiO3/A‑TiO2/R‑TiO2复合物是一种新型的尺寸较小、形貌均一、具有多孔中空棒状结构的金属氧化物复合物，具有相对较大的比表面积，多孔性和成分多样性，可以为催化提供大量和丰富的活性位点；本发明的合成方法以Ti‑Ni基MOFs为模版，通过原位煅烧的方法合成目标产物，原料易得，工艺简单。

Description

一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物及其合成 方法
技术领域
本发明涉及金属氧化物复合物，具体涉及一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物及其合成方法。
背景技术
将多种金属氧化物进行复合可以实现其性能的提升。金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种新型的有机-无机杂化材料,由金属离子或离子簇与有机配体通过化学键合作用自组装形成,因具有比表面积大、易于制备及孔道表面可修饰等特点。借助于孔道的特点可以实现在孔道内多种金属离子的复合，通过对其煅烧可以实现多种金属氧化物的复合结构的制备。钦酸镍具有典型的钦铁矿型结构的三角晶系,是一种用途广泛的功能材料。因其具有导电性、弱磁性、高Q值、低介电常数、良好的声一光和电一光性质、半导性和弱磁性等优点,被广泛应用于半导体整流器、光电催化剂。二氧化钛(TiO2)作为一种半导体功能材料，特别是纳米级别的TiO2具有表面效应、宏观量子隧道效应、小尺寸效应，表现出独特的物化性能而广泛应用于太阳能电池、有机污染物降解、金属防腐、制氢等领域。将两种材料复合可以实现其功能的互补。目前在合成Ti-Ni基MOFs为模板，将所得材料煅烧得到中空棒状的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2的研究还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的合成尺寸较小、形貌均一、具有多孔结构的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2棒状异质结构的复合物及其合成方法。
具体而言，本发明提供了一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的合成方法，包括以下步骤：
一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的合成方法，包括以下步骤：
S1：将钛酸四异丙酯、硝酸镍和2-氨基对苯二甲酸溶于有机溶剂中得混合溶液，将混合溶液转移至反应釜中加热反应一段时间；
S2：离心分离收集反应后的产物，洗涤，烘干，得前驱物；
S3：将获得的前驱物于保护气氛中高温煅烧，得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
进一步的，所述步骤S1具体包括：将四水合硝酸镍0.075g，钛酸四异丙酯0.075mL，2-氨基对苯二甲酸0.07g加入7mL DMF和3mL甲醇组成的溶剂中，搅拌完至完全溶解，得混合溶液；将混合溶液加入到25mL反应釜中在150℃条件下反应24h，得黄绿色浊液。
进一步的，所述步骤S2具体包括：将所得的黄绿色浊液离心并用水和乙醇分别洗涤三次，将得到的粉末在60℃条件下干燥得前驱物。
进一步的，所述步骤S3具体包括：将所得粉末置于管式炉中，于Ar气气氛下，600℃煅烧2h，升温速度为2℃/min，得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
本发明还提供了由前述合成方法制备的得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物是一种新型的尺寸较小、形貌均一、具有多孔中空棒状结构的金属氧化物复合物；中空结构的金属氧化物复合材料具有相对较大的比表面积，多孔性和成分多样性，可以为催化提供大量和丰富的活性位点。本发明的合成方法以Ti-Ni基MOFs为模版，通过原位煅烧的方法合成目标产物，原料易得，工艺简单。
附图说明
图1为本发明实施例制得的前驱物的X射线粉末衍射图(a)和扫描电镜图(b)；
图2为本发明实施例制备的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的X射线粉末衍射图(a)和扫描电镜图(b)；
图3为本发明实施例制备的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的透射电镜图；
图4为本发明实施例制备的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的N2吸脱附曲线(a)和孔径分布图(b)。
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。
实施例
一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的合成方法：包括以下步骤
步骤1：将四水合硝酸镍(0.075g)，钛酸四异丙酯(0.075mL)，2-氨基对苯二甲酸(0.07g) 和以DMF(7mL)甲醇(3mL)为溶剂搅拌溶解，待完全溶解后加入到25mL反应釜中在150℃条件下反应24h。将所得的黄绿色浊液离心并用水和乙醇分别洗涤三次，将得到的粉末在 60℃条件下干燥，得前驱物。图1所示为本发明实施例制得的前驱物MOF的X射线粉末衍射图和扫描电镜图。XRD图表明所得产物为Ti-Ni基十二面体MOF，扫描电镜图表明所得产物为表面光滑的两端尖的棒状材料，材料微米颗粒的尺寸比较均匀。
步骤2：将在步骤1中所得到的粉末在在管式炉中Ar气气氛下600℃中煅烧2h即得中空棒状的NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物，其中升温速度为2℃/min。图2为 NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的X射线粉末衍射图和扫描电镜图，XRD图表明所得产物为 NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2，扫描电镜图表明所得产物为表面光滑，为两端尖的六角棒状结构。图3所示为NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的透射电镜图，从图中可以看出煅烧后的材料是中空的结构，表层有极小的颗粒组成。图4(a)是煅烧后产物的N2吸脱附曲线，从图中可以看出材料比表面积58.652m2/g,(b)图为孔径分布图，从图中可以看出复合物为孔径5nm左右的介孔材料。

Claims (5)

1.一种多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将钛酸四异丙酯、硝酸镍和2-氨基对苯二甲酸溶于有机溶剂中得混合溶液，将混合溶液转移至反应釜中加热反应一段时间；
S2：离心分离收集反应后的产物，洗涤，烘干，得前驱物；
S3：将获得的前驱物于保护气氛中高温煅烧，得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将四水合硝酸镍0.075g，钛酸四异丙酯0.075mL，2-氨基对苯二甲酸0.07g加入7ml DMF和3mL甲醇组成的溶剂中，搅拌完至完全溶解，得混合溶液；将混合溶液加入到25ml反应釜中在150℃条件下反应24h，得黄绿色浊液。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：将所得的黄绿色浊液离心并用水和乙醇分别洗涤三次，将得到的粉末在60℃条件下干燥得前驱物。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将所得粉末置于管式炉中，于Ar气气氛下，600℃煅烧2h，升温速度为2℃/min，得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
5.由上述任一权利要求所述合成方法制备的得多孔中空棒状NiTiO3/A-TiO2/R-TiO2复合物。
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