CN114988498B - 一种羟基氯化镍微米花及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种羟基氯化镍微米花及其制备方法属于Ⅷ族羟基氯化物材料的制备领域。所述微米花，是由平直规则的六边形纳米片自组装而成，直径为2～3μm。制备方法为以六水合氯化镍、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先将六水合氯化镍和无水乙醇混合均匀，之后加入六次甲基四胺继续搅拌。搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为120～200℃密封加热9～15h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。本发明首次合成出由六边形纳米片自组装而成羟基氯化镍微米花，制备方法成本低，产量高，为羟基卤化物层状材料的应用提供了基础。

Description

一种羟基氯化镍微米花及其制备方法
技术领域
本发明属于Ⅷ族羟基氯化物材料的制备领域，特别涉及一种简单、新颖、高效的制备羟基氯化镍微米花的方法。
背景技术
镍具有刺激血液生长的作用，能促进红细胞再生。补充适量的镍可使红细胞、白细胞及血红蛋白的生成增多。除此之外，镍可以激活肽酶，镍还可能是胰岛素分子中的一种成分，相当于胰岛素的辅酶，动物实验证明，添加小量镍的胰岛素，有增强胰岛素降低血糖的作用。
常见的过渡金属羟基氯化物的通式为M2(OH)3Cl和M(OH)Cl，其中M为金属，如Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Cd等。羟基氯化物种类繁多，以其独特的性质引起了诸多研究者的关注，以分子式为M(OH)Cl存在的羟基氯化物，大多数为层状结构晶体，已应用于生物监测、电催化、储能等多个领域。
羟基氯化镍作为一种新材料，具有优异的电化学性能，已有研究者将其作为锂离子电池的阳极材料，还可用作传感器检测葡萄糖等。目前合成NiOHCl的方法多存在结晶度较低、产量少等缺点，且形貌多以单一片状为主，因此对羟基氯化镍的合成方法及形貌进行改进就显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种溶剂热反应合成羟基氯化镍(NiOHCl)微米花的新方法。该方法克服以往制备过程中的缺点，方法简单，易于控制。
具体技术方案如下：
一种羟基氯化镍微米花，是由平直规则的六边形纳米片自组装而成，是由镍(Ni)、羟基(OH)与氯(Cl)以化学计量数为1:1:1的比例构成的化合物NiOHCl，空间群为R-3m，具有准二维层状结构。
所述微米花为近球形聚集体，直径为2～3μm，所述纳米片近似为正六边形，平直规则，厚度均匀，边长为200～600nm，厚度为10～40nm。
一种羟基氯化镍微米花的制备方法，以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先按照每摩尔六水合氯化镍对应6升无水乙醇的比例将两种原料混合均匀，之后加入六次甲基四胺继续搅拌，其中六水合氯化镍与六次甲基四胺的摩尔比为1:0.1～0.2，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为120～200℃密封加热9～15h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到所述羟基氯化镍微米花。
在反应过程中，所述密封加热，温度优选200℃，反应时间优选15小时。六水合氯化镍与六次甲基四胺的摩尔比优选1:0.15。
有益效果：
本发明首次合成出由六边形纳米片自组装而成羟基氯化镍微米花，微米花为近球形聚集体，直径为2～3μm。纳米片近似为正六边形，平直规则，厚度均匀，边长为200～600nm，厚度为10～40nm。本发明使用溶剂热合成法，成本低，产量高，为羟基卤化物层状材料的应用提供了基础。
附图说明
图1是实施例1制得的NiOHCl微米花的SEM图。
图2是实施例1制得的NiOHCl微米花的高倍率SEM图。
图3是实施例1制得的NiOHCl纳米片的SEM图。
图4是实施例1制得的NiOHCl微米花的EDS谱图。
图5是实施例2制得的NiOHCl纳米片的SEM图。
图6是实施例3制得的NiOHCl微米花的SEM图。
图7是实施例1、4、5、6、7、8制得的NiOHCl样品的XRD谱图。
具体实施方式
实施例1
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为200℃密封加热15h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
本实施例是最佳实施例。
图1、图2和图3给出了上述条件制备的NiOHCl微米花的SEM图，可以看出羟基氯化镍微米花是由平直规则的六边形纳米片自组装而成，纳米片表面平直规则。边长为200～600nm，厚度为10～40nm。所述微米花直径为2～3μm。
图4给出了上述条件制备的纳米片的EDS谱图，可以得出纳米片只由Ni、O、H、Cl四种元素组成(其中H元素为无法测试元素)并且Ni、O、Cl三种元素在样品中的原子百分比大致为1:1:1。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得纯的、结晶性良好的样品。
实施例2
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.3mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为180℃密封加热9h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
图5给出了上述条件下制备的NiOHCl的SEM图，可以看出样品由纳米片构成，部分纳米片变厚。
实施例3
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.6mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为180℃密封加热9h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
图6给出了上述条件下制备的NiOHCl的SEM图，可以看出样品大部分由微米花构成，有少量未团簇好的纳米片。
实施例4
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为200℃密封加热12h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得纯的、结晶性良好的样品。
实施例5
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为200℃密封加热9h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得纯的、结晶性良好的样品。
实施例6
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为150℃密封加热9h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得NiOHCl，但有杂质峰出现。
实施例7
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为150℃密封加热12h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得纯的、结晶性良好的样品。
实施例8
以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先称取3mmolNiCl2·6H2O结晶性粉末，倒入放有18mL无水乙醇的烧杯中，搅拌。之后称取0.45mmol六次甲基四胺粉末加入其中继续搅拌均匀，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为120℃密封加热9h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到样品。
上述条件下制备的NiOHCl的XRD图见图7，可以看出在此条件下可制得NiOHCl，但有杂质峰出现。

Claims (5)

1.一种羟基氯化镍微米花，其特征在于，是由平直规则的六边形纳米片自组装而成，是由镍、羟基与氯以化学计量数为1:1:1的比例构成的化合物NiOHCl，空间群为R-3m，具有准二维层状结构。
2.根据权利要求1所述的一种羟基氯化镍微米花，其特征在于，所述微米花为近球形聚集体，直径为2～3μm，所述纳米片近似为正六边形，平直规则，厚度均匀，边长为200～600nm，厚度为10～40nm。
3.一种权利要求1所述羟基氯化镍微米花的制备方法，以六水合氯化镍结晶性粉末、无水乙醇、六次甲基四胺为原料，首先按照每摩尔六水合氯化镍对应6升无水乙醇的比例将两种原料混合均匀，之后加入六次甲基四胺继续搅拌，其中六水合氯化镍与六次甲基四胺的摩尔比为1:0.1～0.2，搅拌结束后将混合溶液倒入反应釜，在温度为120～200℃密封加热9～15h；反应结束后，待其自然冷却至室温，将产物清洗、烘干、研磨后得到所述羟基氯化镍微米花。
4.根据权利要求3所述的一种羟基氯化镍微米花的制备方法，其特征在于，所述密封加热，加热温度为200℃，加热时间为15小时。
5.根据权利要求3所述的一种羟基氯化镍微米花的制备方法，其特征在于，六水合氯化镍与六次甲基四胺的摩尔比为1:0.15。
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