CN114284487A - 一种多孔金属氧化物及其制备方法和在钠离子电池中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔金属氧化物及其制备方法与应用，制备方法，包括如下步骤：将金属氢氧化物进行真空加热，获得多孔金属氧化物。本发明中采用真空加热法将金属氢氧化物转变为多孔的金属氧化物，在此过程中，多孔结构是由于蒸发掉的水分子而形成的，因此孔径分布是均匀的，且制备得到的多孔金属氧化物具有比表面积大的优势。
Description
技术领域
本发明属于多孔金属氧化物制备技术领域，具体涉及一种多孔金属氧化物及其制备方法和在钠离子电池中的应用。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
金属氧化物广泛应用于催化、能源、陶瓷等领域，多孔的金属氧化物具有比表面积高、孔径分布均匀以及密度小等优势，当其用于催化和储能等技术领域时，具有优异的性能。常见的多孔金属氧化物的制备方法有溶剂热法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、模板法以及化学沉淀法等。发明人发现，这些制备方法存在制备工艺复杂、产物孔径分布不均匀以及产物比表面积较小等问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多孔金属氧化物及其制备方法与应用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种多孔金属氧化物的制备方法，包括如下步骤：将金属氢氧化物进行真空加热，获得多孔金属氧化物。
第二方面，本发明提供了一种多孔金属氧化物，由所述多孔金属氧化物的制备方法制备而成。
第三方面，本发明提供所述多孔金属氧化物在制备催化剂、储能元件、陶瓷制品、油漆、油墨、橡胶或抛光剂中的应用。
上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
1)本发明中采用真空加热法将金属氢氧化物转变为多孔的金属氧化物，在此过程中，多孔结构是由于蒸发掉的水分子而形成的，因此孔径分布是均匀的，且制备得到的多孔金属氧化物具有比表面积大的优势。
2)本发明中所用的金属氢氧化物前驱体是商业化的，制备过程简单易行，因此成本较低，易于大规模生产。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1中前驱体的XRD图。
图2为本发明实施例1中前驱体的TGA图。
图3为本发明实施例1中产物的XRD图。
图4为本发明实施例1中产物的SEM图。
图5为本发明实施例1中产物的BET图。
图6为本发明实施例1中产物的孔径分布图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术中所提到的，现有的多孔金属氧化物的常用的制备方法如溶剂热法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、模板法以及化学沉淀法等存在制备工艺复杂、产物孔径分布不均匀以及产物比表面积较小的问题而提出了另一种较为简单的多孔金属氧化物的制备方法，可以制备出孔径分布均匀、比表面积大的多孔金属氧化物。
第一方面，本发明提供了一种多孔金属氧化物的制备方法，包括如下步骤：将金属氢氧化物进行真空加热，获得多孔金属氧化物。
采用真空法加热，一方面，可以降低所需的加热温度，降低能耗，进而降低成本，加速它的商业化应用。另一方面，加热过程中，真空更有利于多孔结构的形成，制备出孔径分布均匀的多孔金属氧化物。
在一些实施例中，所述金属氢氧化物选自氢氧化铜、氢氧化镍、氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铌、氢氧化铋或氢氧化铟中的一种或多种。该类氢氧化物中含有更多的氢氧根，脱水后可以得到更多的孔。
在一些实施例中，真空加热的温度为150-600℃，时间为0.1-10h。
优选的，真空加热的温度为150-400℃，时间为1.5-5h。
进一步优选的，真空加热的温度为200-400℃，时间为1.5-3h。
在一些实施例中，所述金属氢氧化物为粉末状。
进一步的，所述金属氢氧化物孔径分布为1-200nm。
在一些实施例中，对金属氢氧化物真空加热后，还包括对产物进行降温的过程。将产物降温后，即可收集得目标物。
第二方面，本发明提供了一种多孔金属氧化物，由所述多孔金属氧化物的制备方法制备而成。
第三方面，本发明提供所述多孔金属氧化物在制备催化剂、储能元件、陶瓷制品、油漆、油墨、橡胶或抛光剂中的应用。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种多孔氧化镍，制备方法如下：
取1g氢氧化镍，将其放入管式炉，在真空条件下200℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化镍。
图1为本发明实施例1中前驱体的XRD图，说明前驱体有较高的纯度。
图2为本发明实施例1中前驱体的TGA图，说明在氩气环境下，氢氧化镍的失重是从300℃左右的开始的。
图3为本发明实施例1中产物的XRD图，从图中可以看出在200℃下，氧化镍可以被成功合成，这也进一步证明了真空法可以降低所需的合成温度。在非真空下加热时，从热重图可以看出，至少需要300℃才能合成氧化镍。当采用真空加热时，200℃即可获得氧化镍。
图4为本发明实施例1中产物的SEM图，证明了合成的氧化镍具有独特的多孔结构。
图5为本发明实施例1中产物的BET图，产物氧化镍有较高的比表面积，说明真空下多孔结构更容易获得。
图6为本发明实施例1中产物的孔径分布图，产物氧化镍有均匀的孔径分布，进一步说明真空下加热获得的多孔结构更加均匀。
实施例2
一种多孔氧化铜，制备方法如下：
取1g氢氧化铜，将其放入管式炉，在真空条件下200℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铜。
实施例3
一种多孔氧化铁，制备方法如下：
取1g氢氧化铁，将其放入管式炉，在真空条件下350℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铁。
实施例4
一种多孔氧化铝，制备方法如下：
取1g氢氧化铝，将其放入管式炉，在真空条件下250℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铝。
实施例5
一种多孔氧化镁，制备方法如下：
取1g氢氧化镁，将其放入管式炉，在真空条件下300℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化镁。
实施例6
一种多孔氧化铌，制备方法如下：
取1g氢氧化铌，将其放入管式炉，在真空条件下400℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铌。
实施例7
一种多孔氧化铋，制备方法如下：
取1g氢氧化铋，将其放入管式炉，在真空条件下340℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铋。
实施例8
一种多孔氧化铟，制备方法如下：
取1g氢氧化铟，将其放入管式炉，在真空条件下260℃加热2h，降温后，收集产物，即可获得多孔氧化铟。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将金属氢氧化物进行真空加热，获得多孔金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：所述金属氢氧化物选自氢氧化铜、氢氧化镍、氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铌、氢氧化铋或氢氧化铟中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：真空加热的温度为150-600℃，时间为0.1-10h。
4.根据权利要求3所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：真空加热的温度为150-400℃，时间为1.5-5h。
5.根据权利要求4所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：真空加热的温度为200-400℃，时间为1.5-3h。
6.根据权利要求1所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：所述金属氢氧化物为粉末状。
7.根据权利要求6所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：所述金属氢氧化物孔径分布为1-200nm。
8.根据权利要求1所述的多孔金属氧化物的制备方法，其特征在于：对金属氢氧化物真空加热后，还包括对产物进行降温的过程。将产物降温后，即可收集得目标物。
9.一种多孔金属氧化物，其特征在于：由权利要求1-8任一所述多孔金属氧化物的制备方法制备而成。
10.权利要求9所述多孔金属氧化物在制备催化剂、储能元件、陶瓷制品、油漆、油墨、橡胶或抛光剂中的应用。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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