專利名稱：銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物及制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于多級結構微米納米材料技術領域，特別是提供了一種具有多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物微/納米的材料及制備方法。
背景技術：
由于鋅、銅、鈷、鎳過渡金屬元素獨特的電子層結構，其氧化物和復合氧化物表現(xiàn)出了優(yōu)異的光、電、磁功能，被廣泛的的應用于電子材料、(光)催化劑、能源材料、電極 材料等物理、化學、材料學領域等。過渡金屬氧化物的物化性能受形貌、尺寸和結構的影響，近年來大量的研究集中于制備不同形貌和結構的過渡金屬氧化物納米晶，如納米線、納米棒、納米帶和微納米多級結構等。微納米多級結構材料由于它獨特的物理化學性能引起了人們廣泛關注。由單一結構納米粒子自組裝而成的微/納米多級結構材料，既保持納米材料的高比表面積，又兼具微米材料的易分離、高回收利用的特點，因此在催化、吸附等領域具有潛在應用前景。目前，多級結構鋅、銅、鈷、鎳微納米材料的制備方法主要有模板法和溶劑熱合成法。2006 年，Linden 等人在 Chemistry of Materials 第 18 期第 1443 1450 頁報道，利用犧牲模板法(以單分散的二氧化硅立方塊材料為模板)制備了具有多級結構的Co304。2006年，Xu等人在Angew. Chem. Int. Edit.第46期第1489-1492頁，提出用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為結構導向劑合成出多級結構雙層氧化亞銅空心球。2008年，Xu等人在Journal ofPhysical Chemistry C第112期第11722-11728頁，報道以十六燒基三甲基溴化銨(CTAB)為有機導向劑，水熱法制備了由納米片自組裝的花狀多級結構堿式碳酸鋅，經(jīng)熱分解得到多級結構介孔氧化鋅。但是，以上合成方法均引入了模板或使用了有機溶劑和有機結構導向劑，從而導致合成成本高，處理模板或清除有機溶劑和有機結構導向劑時對環(huán)境造成污染，因此不利于規(guī)模化的生產應用。鋅、銅、鈷、鎳的堿式碳酸鹽，不僅本身能用作催化劑、載體、顏料、過濾材料或釉料，而且其經(jīng)過焙燒處理，熱分解制得的過渡金屬氧化物也可作為一種功能性材料應用于(光)催化、吸附、氣敏、能源電池等領域。目前，以表面活性劑為有機結構導向劑，合成多級結構堿式碳酸鋅，經(jīng)熱分解得到多級結構介孔氧化鋅已經(jīng)引起了人們的關注，但是其在制備過程中引入了有機結構導向劑。而對于無表面活性劑簡單水熱法制備這種多級結構材料研究的報道還很少，其中分別以銅、鈷、鎳與鋅復合的多功能多級結構微納米材料迄今未見報道。復合型的過渡金屬氧化物由于其組分的可調變性，與單一的過渡金屬氧化物相比，展現(xiàn)出多功能性甚至可能產生其它獨特的性能，在(光)催化、能源、光電材料中有著潛在的應用。因此，開發(fā)一種低溫、低成本、簡單方法，合成這種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物微納米材料意義重大
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物。該合成方法選擇尿素水熱法在較低溫度下，通過尿素分解來提供反應所需環(huán)境，制備出由納米層片傾斜交錯自組裝成的微米多級結構團簇。該材料既保持納米材料的高比表面積，又兼具微米材料的易分離、高回收利用的特點，并且活性組分銅、鈷、鎳過渡金屬能均勻的分散在層板上，進一步的提高催化活性組分的有效利用率；通過焙燒后，形成的衍生復合金屬氧化物。本發(fā)明以尿素水熱法一步合成一種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅，焙燒熱分解得到其衍生復合氧化物，通過調變過渡金屬離子的種類、控制過渡金屬離子的濃度，得到一類不同活性組分的多級結構均分散過渡金屬復合微/納米材料，來滿足不同催化反應的需要。本發(fā)明的多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅的化學通式為M2+XZn2+^x(CO3)0.25(OH)l5 ;其衍生復合氧化物的化學通式為M2+XZn2YxCL其中M2+為Cu2+，Co2+，Ni2+的二價金屬離子中的任意一種，X為M2+二價金屬離子與總的二價金屬離子 (M2++Zn2+)的摩爾比，且0.013 < X < 0.282。該多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅是由長度為I 2 ii m,寬度為500nm I y m,厚度為20 IOOnm的層片傾斜交錯自組裝成8 20um三維花狀結構；該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成20 50nm復合氧化物小顆粒堆積的10 30nm間隙孔。本發(fā)明的一種新型多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物微納米材料具體制備過程如下(I):將二價金屬離子M2+的可溶性鹽，二價金屬離子Zn2+的可溶性鹽和尿素溶于去離子水中配成混合溶液。其中，M2+/Zn2+的摩爾比為0. 01 0. 20，尿素/總的二價金屬離子(M2++Zn2+)的摩爾比為2 10，總的二價金屬離子(M2++Zn2+)濃度為0. 0156 0. 0625mol/L, M2+為Cu2+, Co2+, Ni2+ 二價金屬離子中任意一種；(2):將混合液置于帶電動攪拌的100-500mL四口燒瓶中，將0. lmol/L HCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至PH = 4，待穩(wěn)定后，全部轉入高壓反應釜中；(3):將密閉的高壓反應釜置于90 110°C的烘箱中，反應釜內混合溶液在自生壓力下晶化24 72小時。晶化結束后漿液離心，將漿液離心后得到的沉淀物用去離子水洗至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60 80°C的條件下真空干燥24 48小時，得到一種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅微/納米材料M2txZn2Yx(CO3)a25(OH) h5。(4):將 M2txZn2+^x (CO3) 0.25 (OH) L 5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 300 500°C，升溫速率2 10°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物M'Zn&hO。本發(fā)明的優(yōu)點是(I)首次通過尿素水熱法，制備出了一種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅，并通過熱分解得到其衍生復合氧化物，此制備方法步驟簡單，易于操作，避免了有機原料的使用，具有經(jīng)濟和環(huán)境友好等優(yōu)點。(2)該復合微/納米材料在催化反應中既能保持納米材料的高比表面積，又具有微米尺寸材料的易分離、高回收利用的特點，因此，在催化、吸附等領域具有潛在的應用前
旦
o(3)利用前驅體中OH-和CO廣在層板中均勻分布的特點，通過控制焙燒溫度過程，使1120和CO2小分子可控釋放，形成具有大量介孔結構且孔徑均勻的多級結構衍生復合氧化物微納米材料。


圖I為實施例I多級結構銅復合堿式碳酸鋅在3K放大倍數(shù)下的SBU普圖。圖2為實施例I多級結構銅復合堿式碳酸鋅在50K放大倍數(shù)下的SEM譜圖。 圖3為實施例I焙燒形成的衍生復合氧化物的5K放大倍數(shù)下的SEM譜圖。 圖4為實施例I焙燒形成的衍生復合氧化物的50K放大倍數(shù)下的SEM譜圖。
具體實施例方式實施例I稱取0. 621g(2. 09mmol)Zn(N03)2.6H20,0. 0991g(0. 41mmol) Cu (NO3) 2.3H20
0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到多一種多級結構銅合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為=Cua2tllZna 799 (CO3)a25(OH)1Y通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I Pm，寬度為111111，厚度為5011111的層片傾斜交錯緊密堆積成的14 16 三維花狀結構。(見附圖1，2)將Cua2tllZna 799 (CO3)a25(OH)h5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 450°C，升溫速率 5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua2(llZna 7990。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。(見附圖3，4)實施例2稱取0. 621g(2. 09mmol)Zn(N03)2.6H20,0. 1193g(0. 41mmol) Co (NO3) 2.6H20
0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構鈷復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cotl. 081Zn0.919 (CO3) 0.25 (OH) 5。通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I U m,寬度為I ii m,厚度為50nm的層片傾斜交錯緊密堆積成的14 16 y m三維花狀結構。將Coatl81Zna919(CO3)a25(OH)h5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 450°C，升溫速率 5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua2(llZna 7990。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例3稱取0. 621g(2. 09mmol)Zn(N03)2.6H20，0. 1192g(0. 41mmol)Ni (N03)2.6H20 和0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構鎳復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Niaci95Zna9tl5(CO3)a25(OH)1Y通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I Pm，寬度為111111，厚度為5011111的層片傾斜交錯緊密堆積成的14 16 y m三維花狀結構。將Niatl95Zna9tl5(CO3)a25(OH)h5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 450°C，升溫速率 5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Niatl95Zna9tl5O15通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。 實施例4稱取0. 7363g (2. 475mmol) Zn (NO3) 2.6H20,0. 0600g (0. 025mmol) Cu (NO3) 2.3H20 和0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/L HCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cutl. 013Zn0.987 (CO3) 0.25 (OH) 5。通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I U m,寬度為500nm，厚度為20nm的層片傾斜交錯松散堆積成的8 10 ii m三維花狀結構。將Cuatll3Zna 987 (CO3)a25(OH)h5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 450°C，升溫速率 5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua(ll3Zna9870。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例5稱取0. 7291g(2. 451mmol)Zn(N03)2.6H20，0. 1184g(0. 049mmol)Cu(N03)2.3H20 和0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/L HCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cutl. 029Zn0.971 (CO3) 0.25 (OH)5。通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I U m,寬度為600nm，厚度為30nm的層片傾 斜交錯松散堆積成的8 10 ii m三維花狀結構。將Cuatl29Zna971(CO3)a25(OH)U放入N2氣氛管式爐中，焙燒450°C，升溫速率5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua(l29Zna9710。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例6稱取0 . 7083g(2. 381mmol) Zn (NO3) 2.6H20,0. 2875g(0. 119mmol)Cu(N03)2.3H20
0. 3g(5mmol) CO (NH2)2溶于80ml的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/L HCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cutl. 069Zn0.931 (CO3) 0.25 (OH) 5。通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I U m,寬度為800nm，厚度為40nm的層片傾斜交錯松散堆積成的8 10 ii m三維花狀結構。將Cu。. 069Zn0.931 (CO3) 0.25 (OH) L 5 放入 N2 氣氛管式爐中，焙燒 450 V，升溫速率 5 V /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua(l69Zna9310。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例7稱取0. 621g(2. 09mmol)Zn(N03)2.6H20,0. 0991g(0. 41mmol) Cu (NO3) 2.3H20
0.6g (IOmmol) CO (NH2)2溶于80mL的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cua 223Zna 777 (CO3)a25(OH)1Y通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I U m,寬度為800nm，厚度為60nm的層片傾斜交錯緊密堆積成的16 18 y m三維花狀結構。將Cua 223Zna 777 (CO3)a25(OH)U放入N2氣氛管式爐中，焙燒450°C，升溫速率5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua 223Zna 7770。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例8稱取0. 621g(2. 09mmol)Zn(N03)2.6H20,0. 0991g(0. 41mmol) Cu (NO3) 2.3H20
1.5g(2. 5mmol) CO (NH2)2溶于80mL的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于100°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cua 263Zna 737 (CO3)a25(OH)1Y通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為I Pm，寬度為500nm，厚度為IOOnm的層片傾斜交錯緊密堆積成的18 20 y m三維花狀結構。
將Cua 263Zna 737 (CO3)a25(OH)h5放入N2氣氛管式爐中，焙燒450°C，升溫速率5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cua 263Zna 7370。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例9稱取0. 3105g(l. 04mmol)Zn (NO3) 2.6H20, 0. 0495g(0. 21mmol)Cu (NO3) 2.3H20 和0. 15g(2. 5mmol)CO(NH2)2溶于80mL的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/L HCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于90°C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為、Cuai48Zna 852 (CO3)a25(OH) 通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為2 ii m，寬度為I y m,厚度為60nm的層片傾斜交錯松散堆積成的10 12 y m三維花狀結構。將Cuai48Zna 852 (CO3)a25(OH)U放入N2氣氛管式爐中，焙燒450°C，升溫速率5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Cuai48Zna8520。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。實施例10稱取1.242g(4. 18mmol)Zn(N03)2.6H20,0. 1981g (0. 82mmol) Cu (NO3) 2.3H20
0. 3§(5臟01)0)(順2)2溶于801^的去離子水中。將混合液置于帶攪拌的250mL四口燒瓶中，將0. lmol/LHCl溶液緩慢滴加到混合溶液中，調節(jié)至pH = 4，待穩(wěn)定后，將混合溶液轉入高壓反應釜中。將密閉的高壓反應釜置于IIO0C的烘箱中，使高壓反應釜中的漿液在自生壓條件下晶化24小時。晶化結束后漿液離心，用去離子水將漿液離心后得到的沉淀物洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60°C的條件下真空干燥24小時，得到一種多級結構銅復合堿式碳酸鋅微/納米材料，由EDX能譜計算其化學通式為Cutl. 282Zn0.718 (CO3) 0.25 (OH)5。通過掃描電鏡表征，該復合微納米材料是由長度為2 u m,寬度為800nm，厚度為80nm的層片傾斜交錯緊密堆積成的14 16 y m三維花狀結構。將Cua 282Zna718(CO3)a25(OH)U放入N2氣氛管式爐中，焙燒450°C，升溫速率5°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物C% 282Zna7180。通過掃描電鏡表征，該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成30nm復合氧化物小顆粒堆積的15nm間隙孔。
權利要求
1.一種銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物，其特征在于 多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅的化學式為W'Zn&h(CO3)U5(OH)U ;其衍生復合氧化物的化學式為； 其中，M2+為Cu2+、Ni2+、Co2+的二價金屬離子中的任意一種； X為M2+金屬離子與總的二價金屬離子(M2++Zn2+)的摩爾比，且O. 013 < X < O. 282。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物，其特征在于該多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅是由長度為I 2μπι，寬度為500nm Iμ m,厚度為20 IOOnm的層片傾斜交錯自組裝成8 20 μ m的三維花狀結構；該衍生復合氧化物保持原有前體的形貌，并且層板間形成20 50nm復合氧化物小顆粒堆積的10 30nm間隙孔。
3.一種制備權利要求I所述的多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1):將二價金屬離子M2+的可溶性鹽，二價金屬離子Zn2+的可溶性鹽和尿素溶于去離子水中配成混合溶液；其中，M2VZn2+的摩爾比為0.01 O. 20，尿素/總的二價離子(M2++Zn2+)的摩爾比為2 10，總的二價離子(M2++Zn2+)濃度為O. 0156 O. 0625mol/L ； (2):將混合溶液置于帶電動攪拌的100 500mL四口燒瓶中，將O.lmol/L HCl溶液滴加到混合溶液中，調節(jié)至PH = 4，待穩(wěn)定后，全部轉入高壓反應釜中； (3):將密閉的高壓反應釜置于90 110°C的烘箱中，反應釜內混合溶液在自生壓力下晶化24 72小時；晶化結束后漿液離心，將漿液離心后得到的沉淀物用去離子水洗滌至中性，再用無水乙醇洗滌一次后，在60 80°C的條件下真空干燥24 48小時，得到一種多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅M2+xZn2Vx (CO3)ο.25 (OH) L5； (4):將M2+xZn2Vx(CO3)ο.25(OH)l5放入N2氣氛管式爐中，焙燒300 500°C，升溫速率2 10°C /min保溫I 3小時，得到其衍生復合氧化物Μ'Ζη2+^。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的M2+為Cu2+、Co2+、Ni2+的二價離子的任意一種；且M2+和Zn2+的可溶性鹽的陰離子為NO3' Cl' Γ中的任何一種。
全文摘要
一種銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅及衍生復合氧化物及制備方法，屬于微納米多級結構材料技術領域。該多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅的化學通式為M2+xZn2+1-x(CO3)0.25(OH)1.5；其衍生復合氧化物的化學通式為M2+xZn2+1-xO。其中，M2+為Cu2+、Co2+、Ni2+二價金屬離子中的任意一種，0.013＜x＜0.282。制備方法為將含有銅源、鎳源、鈷源的任意一種可溶鹽溶液與鋅源的可溶鹽溶液、尿素和水的混合溶液進行水熱處理后得到多級結構銅、鈷、鎳復合堿式碳酸鋅；將其作為前體經(jīng)焙燒，熱分解得到其衍生復合氧化物。優(yōu)點在于用經(jīng)濟環(huán)保的無機原料和簡單的操作步驟就能得到活性組分可調、形貌可控的過渡金屬多級結構復合材料，可廣泛應用于催化、吸附等領域。
文檔編號B01J20/02GK102658189SQ20121012223
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者任芳鶴, 張慧, 王誦, 高志月 申請人:北京化工大學