CN115536079B - 自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法 - Google Patents
自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115536079B CN115536079B CN202211453080.7A CN202211453080A CN115536079B CN 115536079 B CN115536079 B CN 115536079B CN 202211453080 A CN202211453080 A CN 202211453080A CN 115536079 B CN115536079 B CN 115536079B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molybdate
- hollow spherical
- nano material
- nitrate
- nickel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 15
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 claims abstract description 14
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- NLPVCCRZRNXTLT-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)molybdenum;nickel(2+) Chemical group [Ni+2].[O-][Mo]([O-])(=O)=O NLPVCCRZRNXTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 8
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KYYSIVCCYWZZLR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);dioxido(dioxo)molybdenum Chemical compound [Co+2].[O-][Mo]([O-])(=O)=O KYYSIVCCYWZZLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 claims description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 41
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 20
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- -1 transition metal molybdate Chemical class 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002057 nanoflower Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
- C01P2004/34—Spheres hollow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法，属于纳米材料合成技术领域。该方法包括：以硝酸镍、硝酸钴和丙三醇为原料，异丙醇为溶剂，通过水热反应得到镍钴前驱体；将前驱体分散于含有钼酸钠的水溶液中，进一步通过水热反应和煅烧处理得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料。本发明利用自模板法制备得到中空球形多级结构钼酸盐材料，其亚结构单元为二维超薄纳米片，合成过程简单，成本较低。制得的多级结构钼酸盐具有较大比表面积和较好的结构稳定性，暴露出更多的活性位点以提高电化学性能，该材料可以作为超级电容器电极材料及电催化剂，在能源储存和转换领域具有广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料合成技术领域，具体涉及一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展，社会经济对能源的需求不断增加。电化学能量转化及存储是一种实现能量转化及存储高效而且实用的方式。目前，研究与发展具有独特结构特征和功能的新型电极材料是储能以及能量转换领域的核心环节。过渡金属钼酸盐，尤其是钼酸镍和钼酸钴，其价格低廉、环境友好、资源丰富，具有独特的物理和化学性质，作为一类重要的过渡金属氧化物在能源存储与转换领域得到广泛应用。
与块体材料相比，纳米钼酸盐材料具有更好的电化学性能，得到了研究者们的广泛关注。近年来，纳米球、纳米花、纳米线和纳米棒等不同微观形貌的过渡金属钼酸盐相继被报道，例如，Wang等（ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12905−12910）通过水热法制备了钼酸镍纳米棒和钼酸镍纳米片组成的微球；Wang等通过水热法在泡沫镍（J.Mater. Chem. A, 2013, 1, 9024−9027）以及碳纤维布（Nano Energy, 2014, 8, 174−182）上生长钼酸镍纳米线。另外，多级结构的微纳米材料具备密度低、比表面大和结构稳定性高等优势，同时缩短了离子和电荷传输路径以及暴露出更多的电化学活性位点。然而，具有中空多级结构的过渡金属钼酸盐却鲜有报道，因此，采用简单可控的方法制备多级结构的过渡金属钼酸盐微纳米材料具有十分重要的意义。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法，工艺简便可行，产物形貌均一，尺寸分布均匀，具有很好的可控性。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
本发明所述多级结构为钼酸盐纳米片组装形成的中空球形多级结构，中空球的直径约为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300nm。
进一步的，所述钼酸盐为钼酸镍、钼酸钴或者钼酸镍钴。
上述自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料的制备方法为，先通过溶剂热法制备球形镍钴前驱体模板，再进一步通过水热反应和煅烧处理得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料。
一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将硝酸盐和丙三醇溶于异丙醇后转移至反应釜内，在180℃下反应6h，反应后的产物分离、洗涤、干燥，得到球形前驱体；
（2）将所述前驱体置于钼酸钠水溶液中，超声分散后，将溶液转移至反应釜内，水热反应后将产物分离、洗涤、干燥、煅烧，得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料。
进一步的，步骤（1）硝酸盐为硝酸镍和/或硝酸钴。
更进一步的，步骤（1）中，所述硝酸盐为硝酸镍和硝酸钴，硝酸镍和硝酸钴的摩尔比为：2:1、1:1或者1:2。
进一步的，步骤（1）中，所述异丙醇溶液中硝酸盐的摩尔浓度为0.05~0.1 mol/L。
进一步的，步骤（1）中，所述丙三醇与异丙醇的体积比为0.2:1~0.3:1。
进一步的，步骤（2）中，所述前驱体在水溶液中的质量浓度为1.5~2.5 g/L。
进一步的，步骤（2）中，所述水溶液中钼酸钠的摩尔浓度为0.05~0.1 mol/L。
进一步的，步骤（2）中，所述水热反应的反应温度为100~120℃，反应时间为6~10h。
进一步的，步骤（2）中，所述煅烧条件为500℃氮气气氛下煅烧1h。
有益效果
1.本发明提供了一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法，首先利用溶剂热法制备得到球形前驱体，将其作为球形模板在钼酸钠水溶液中通过水热反应得到由纳米片组装形成的中空球形多级结构，煅烧后得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料；
2.本发明所制备的球形前驱体作为自模板对于最终中空球形多级结构的形成起到决定性作用，否则无法得到中空球形多级结构；所述球形前驱体在钼酸钠水溶液中进行水热反应的反应温度对最终中空多级结构的形成同样起到至关重要的作用，温度过高，反应速度加快，无法得到中空多级结构，最终产物为实心花状结构；
3.本发明提供的自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料的制备方法得到的中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料形貌均一，尺寸分布均一；中空球形多级结构由钼酸盐纳米片组装形成，中空球的直径为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300nm；
4.本发明所制备的多级结构的微纳米材料具有密度低、比表面大和结构稳定性高的优势，能缩短离子和电荷传输路径，暴露出更多的电化学活性位点，作为电极材料表现出优异的电化学性能。
附图说明
图1本发明实施例1制备的中空球形多级结构钼酸镍钴的SEM图，其中（a）为整体形貌图，（b）为（a）中A处局部放大图；
图2本发明实施例1制备的中空球形多级结构钼酸镍钴的XRD图谱；
图3为发明实施例1制备的中空球形多级结构钼酸镍钴在碱性溶液中的充放电曲线；
图4本发明实施例2制备的中空球形多级结构钼酸镍的SEM图；
图5本发明实施例3制备的中空球形多级结构钼酸钴的SEM图；
图6本发明对比例1制备的产物的SEM图；
图7本发明对比例1制备的产物在碱性溶液中的充放电曲线；
图8本发明对比例2制备的产物的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
1.1 分别称取1.5mmol硝酸镍和1.5mmol硝酸钴溶解于40mL异丙醇，量取10mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
1.2 称取2mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入80mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至120℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h，得到中空球形多级结构钼酸镍钴。产物的SEM照片如图1（a）所示，结果表明产物的微观结构是由纳米片组装形成的中空球形多级结构，形貌均一，尺寸分布均匀，中空球的直径为0.8~1.2μm。通过图1（b）中破损的球可以明显看出存在中空结构，纳米片尺寸为200~300nm。图2为产物的X射线衍射谱图，表明了煅烧后的产物的物相与单斜晶系的钼酸镍一致。图3为该样品作为电极材料在三电极体系下电解液浓度为3 M的KOH水溶液中的恒电流充放电曲线，电流密度为0.5A/g时放电比容量为928F/g，该样品作为超级电容器电极材料表现出优异的电化学性能。
实施例2
2.1称取2mmol硝酸镍溶解于40mL异丙醇，量取8mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
2.2 称取2mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入80mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至120℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h，得到中空球形多级结构钼酸镍。产物的SEM照片如图4所示，结果表明产物的微观形貌为纳米片组装形成的中空球形多级结构，中空球的直径为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300nm。
实施例3
3.1称取4mmol硝酸钴溶解于40mL异丙醇，量取12mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
3.2 称取2mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入80mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至120℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h，得到中空球形多级结构钼酸钴。图5为所得产物的SEM照片，图片表明产物的微观形貌为纳米片组装形成的中空球形多级结构，中空球的直径为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300 nm。
实施例4
4.1 分别称取2mmol硝酸镍和1mmol硝酸钴溶解于40mL异丙醇，量取10mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
4.2 称取2mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入60mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至120℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h，得到中空球形多级结构钼酸镍钴，中空球的直径为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300 nm。
实施例5
5.1 分别称取1.5mmol硝酸镍和1.5mmol硝酸钴溶解于40mL异丙醇，量取10mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
5.2 称取4mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入100mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至100℃，保温10h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h，得到中空球形多级结构钼酸镍钴，中空球的直径为0.8~1.2μm，纳米片尺寸为200~300 nm。
对比例1
1.1 分别称取1.5mmol硝酸镍和1.5mmol硝酸钴溶解于40mL异丙醇，量取10mL丙三醇加入上述溶液，搅拌均匀后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至180℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
1.2 称取2mmol 钼酸钠溶于40mL去离子水中，加入80mg上述产物，超声分散后，将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至160℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。煅烧步骤同实施例。所得产物的SEM照片如图6所示，中空结构消失，变为实心的花状结构，纳米片的尺寸变大。图7为该样品作为电极材料在三电极体系下电解液浓度为3 M的KOH水溶液中的恒电流充放电曲线，电流密度为0.5A/g时放电比容量为786F/g，性能差于实施例1制备的中空球形多级结构钼酸镍钴，表明了中空多级结构在超级电容器中应用的优势。
对比例2
2.1 分别称取1.5mmol硝酸镍和1.5mmol硝酸钴溶解于40mL去离子水中，将2 mmol钼酸钠加入上述溶液，搅拌溶解后将溶液转移至反应釜中，在烘箱中加热至120℃，保温6h。反应结束后将产物离心分离，用去离子水洗涤3次，在60℃下干燥12h。
2.2 将干燥后的产物在氮气中500℃下煅烧1h。产物的SEM照片如图8所示，钼酸镍钴的微观形貌为棒状结构，结果表明球形镍钴前驱体对于最终中空球形多级结构的形成起到决定性作用。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料的制备方法，其特征在于，所述纳米材料为钼酸盐纳米片组装形成的中空球形多级结构，中空球的直径为0 .8~1 .2μm，纳米片尺寸为200~300 nm；所述制备方法为先通过溶剂热法制备球形镍钴前驱体模板，再进一步通过水热反应和煅烧处理得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料；所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)将硝酸盐和丙三醇溶于异丙醇后转移至反应釜内，在180℃下反应6 h，反应后的产物分离、洗涤、干燥，得到球形前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体置于钼酸钠水溶液中，超声分散后，将溶液转移至反应釜内，水热反应后将产物分离、洗涤、干燥、煅烧，得到中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料；
步骤(2)中，所述水热反应的反应温度为100~120℃，反应时间为6~10 h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钼酸盐为钼酸镍、钼酸钴或者钼酸镍钴。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硝酸盐为硝酸镍和/或硝酸钴。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述异丙醇溶液中硝酸盐的摩尔浓度为0 .05~0 .1 mol/L，丙三醇与异丙醇的体积比为0 .2:1~0 .3:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水溶液中钼酸钠的摩尔浓度为0 .05~0 .1 mol/L，前驱体在水溶液中的质量浓度为1 .5~2 .5 g/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧条件为500℃氮气气氛下煅烧1 h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211453080.7A CN115536079B (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211453080.7A CN115536079B (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115536079A CN115536079A (zh) | 2022-12-30 |
| CN115536079B true CN115536079B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=84719833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211453080.7A Active CN115536079B (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 自模板法合成中空球形多级结构钼酸盐微纳米材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115536079B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102502838A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-06-20 | 河北联合大学 | 一种由纳米片组装成钼酸铜微米球超级结构的制备方法 |
| CN104779382A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-15 | 武汉理工大学 | 三维分级异质结构纳米材料及其梯度水热制备方法和应用 |
| CN104773764A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-15 | 北京化工大学 | 一种三维花状钴酸镍纳米片介孔微球的制备方法 |
| CN107651713A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-02-02 | 齐鲁工业大学 | 一种由纳米片组装的空心钼酸镍纳米花及其制备方法 |
| CN109718824A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-07 | 济南大学 | 一种氮掺杂CoMoO4纳米球的制备方法及电催化应用 |
| CN111807415A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-23 | 陕西科技大学 | 一种Fe2Mo3O8微米级空心球及其制备方法 |
| CN113816432A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-21 | 广东工业大学 | 一种纳米片自组装球状钼酸亚铁材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8460547B2 (en) * | 2007-07-18 | 2013-06-11 | Nanyang Technological University | Hollow porous microspheres |
| CN107970944B (zh) * | 2017-12-05 | 2019-10-11 | 惠州学院 | 一种复合钼酸盐空心微球的制备方法及其应用 |
-
2022
- 2022-11-21 CN CN202211453080.7A patent/CN115536079B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102502838A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-06-20 | 河北联合大学 | 一种由纳米片组装成钼酸铜微米球超级结构的制备方法 |
| CN104779382A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-15 | 武汉理工大学 | 三维分级异质结构纳米材料及其梯度水热制备方法和应用 |
| CN104773764A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-15 | 北京化工大学 | 一种三维花状钴酸镍纳米片介孔微球的制备方法 |
| CN107651713A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-02-02 | 齐鲁工业大学 | 一种由纳米片组装的空心钼酸镍纳米花及其制备方法 |
| CN109718824A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-07 | 济南大学 | 一种氮掺杂CoMoO4纳米球的制备方法及电催化应用 |
| CN111807415A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-23 | 陕西科技大学 | 一种Fe2Mo3O8微米级空心球及其制备方法 |
| CN113816432A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-21 | 广东工业大学 | 一种纳米片自组装球状钼酸亚铁材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115536079A (zh) | 2022-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106972155B (zh) | 一种基于MOFs的双金属氧化物及制备方法和应用 | |
| CN106057490B (zh) | 一种基于金属‑有机框架物的纳米氧化物及其制备方法 | |
| CN110853937A (zh) | 一种超级电容器用镍钴双金属硒化物/碳复合物的制备方法 | |
| CN107954483B (zh) | 一种α相氢氧化镍超薄纳米片及其制备方法 | |
| CN110233058B (zh) | 一种自组装中空状NiCo2S4材料、其制备方法及其应用 | |
| CN107381636A (zh) | 一种纳米颗粒自组装三维微米菜花状四硫化钒粉体及其制备方法和应用 | |
| CN108190963B (zh) | 一种多级中空CoFe2O4材料、CoFe2O4/C复合材料的制备方法及应用 | |
| CN108773859B (zh) | 一种硫化纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN112670093A (zh) | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 | |
| CN109243862B (zh) | 一种双重修饰的碳空心球复合物及其制备方法和应用 | |
| CN111900349A (zh) | 一种锌掺杂混合型过渡金属硫化物电极材料及其制备方法 | |
| CN101508470A (zh) | 多孔一维纳米四氧化三钴的制备方法 | |
| CN110197769B (zh) | 一种复合碳纳米管材料及其制备方法和应用 | |
| CN111921529B (zh) | 镍钴金属有机骨架/镍钴金属氢氧化物异质材料的制备方法及应用 | |
| CN105129857A (zh) | 一种花状氧化钨纳米材料及其制备方法 | |
| CN107316987A (zh) | 一种氧化物纳米线/ZIF系MOFs糖葫芦状复合材料及其制备方法 | |
| CN110707301A (zh) | 一种具有纳米球结构的三氧化二钒/碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109110827B (zh) | 一种二硫化镍纳米球的制备方法及其应用 | |
| CN108996557B (zh) | 一种空心球结构氧化镍/氧化铜复合纳米材料及其制备方法 | |
| CN102774893B (zh) | 一种纳米花瓣状Ni(OH)2的制备方法 | |
| CN109824093A (zh) | 一种分层多孔的空心核壳结构的Co3O4的高效合成方法 | |
| CN109103027A (zh) | 溶剂热法制备钴酸铜复合电极材料的方法及其应用 | |
| CN109167067B (zh) | 花状电催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN110078137A (zh) | 硫化镍电极材料及其制备方法与应用 | |
| CN107935047B (zh) | 一种不同形貌和尺寸的纳米二氧化锰的控制合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |