專利名稱：一種β-型二氧化鉛納米顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體地，是一種e -型二氧化鉛納米顆粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化鉛是用途廣泛的強(qiáng)氧化劑和重要的電極材料，尤其在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu) 良的化學(xué)穩(wěn)定性，是鉛酸蓄電池極板的基本組成成分之一，在能源的轉(zhuǎn)化、重復(fù)利用以及環(huán) 境治理方面都有著廣泛的應(yīng)用，其中又以四方晶系的P-型二氧化鉛在導(dǎo)電性、耐腐蝕性 等方面比正交晶系的a-型二氧化鉛的表現(xiàn)更為優(yōu)異。二氧化鉛納米顆粒由于尺寸小，比 表面積大，表面原子配位不全并且表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同，因此其表面的活 性位更多，能夠表現(xiàn)出二氧化鉛塊體材料所不具備的特性，具有高的轉(zhuǎn)化效率和催化活性， 從而在電化學(xué)領(lǐng)域及催化領(lǐng)域具有更為廣闊的應(yīng)用前景。 但是目前有關(guān)二氧化鉛納米顆粒的研究并不多見，僅在中國專利ZL02100264.9 中公開過一種二氧化鉛納米晶的合成方法，該方法主要是先將鉛鹽或氧化鉛加入水中，然 后向其中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9 14之間，再與氯氣等氧化劑發(fā)生液相反 應(yīng)，從而在60 20(TC溫度下獲得P-型二氧化鉛納米晶。但是上述方法的工藝較為復(fù)雜， 并且二氧化鉛納米粉體的粒徑和形貌無法控制，不適合于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種|3 _型二氧化鉛納米顆粒及其方法，該方法成本低 廉、工藝簡單，制備得到的13 -型二氧化鉛納米顆粒的粒徑和形貌可以控制，并且具有更高 的比表面積。
上述目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的以硝酸鉛為原料，以一定濃度的氫氧化鈉 水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，采用水熱法，在較低的溫度條件下，通過加入適量的氧化劑和添加 劑，大量制備出本發(fā)明的P-型二氧化鉛納米顆粒。具體地，包括如下步驟
(1)將0. 1 0. 5克硝酸鉛溶于30 50毫升1M的氫氧化鈉溶液中，得到混合溶 液I ; (2)向混合溶液I中依次加入0. 1 0. 3克添加劑和0. 3 0. 8克氧化劑，得到混 合溶液II ; (3)將混合溶液II裝入密閉容器中，于80°C 180°C (優(yōu)選90°C 150°C )之間
水浴反應(yīng)6 24小時(shí)(優(yōu)選8 16小時(shí))，再冷卻至室溫，得到混合溶液III ; (4)將混合溶液III在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心10min，分離得到的固體，再用大
量的乙醇水溶液漂洗3次，5(TC真空干燥2小時(shí)，得到的粉末即13 -型二氧化鉛納米顆粒； 所述步驟(2)中的添加劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚丙烯酸，十六烷基三
甲基溴化銨中的任意一種。 所述步驟(2)中的氧化劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的任意一種。
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本發(fā)明方法的成本價(jià)廉，生產(chǎn)工藝極大地得到簡化，加入的添加劑能夠吸附在納 米顆粒的表面，阻礙了顆粒的生長和團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)了納米顆粒粒徑和形貌的可控，制備得到的 二氧化鉛納米顆粒具有更大的比表面積，更高的轉(zhuǎn)化效率和催化活性，因而在電化學(xué)領(lǐng)域 及催化領(lǐng)域中具有廣泛的工業(yè)用途。


圖1為實(shí)施例1的13 -型二氧化鉛納米顆粒的電鏡(SEM)掃描下的微觀形貌圖片。
圖2為實(shí)施例2的P-型二氧化鉛納米顆粒的電鏡(SEM)掃描下的微觀形貌圖片。
圖3為實(shí)施例3的P-型二氧化鉛納米顆粒的電鏡(SEM)掃描下的微觀形貌圖片。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步描述本發(fā)明，由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明也可通過其 它的不脫離本發(fā)明技術(shù)特征的方案來描述，因此所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明范圍內(nèi) 的改變均被本發(fā)明包含。
實(shí)施例l: 取0. 4979g的硝酸鉛溶解于50毫升1M的氫氧化鈉溶液中，攪拌下依次加入0. 3g 十二烷基苯磺酸鈉和O. 5406g過硫酸鈉，在密閉反應(yīng)釜中于8(TC水浴反應(yīng)6小時(shí)，冷卻至室 溫后將上述反應(yīng)產(chǎn)物在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，分離得到的固體，再用大量的乙 醇水溶液漂洗3次，5(TC真空干燥2小時(shí)，所得粉末即為二氧化鉛納米顆粒。
對(duì)本實(shí)施例的產(chǎn)物進(jìn)行電鏡掃描以觀察其微觀形貌，所得SEM圖片如圖1所示。
實(shí)施例2 : 取O. 4979g的硝酸鉛溶解于50毫升1M的氫氧化鈉溶液中，攪拌下依次加入0. 15g 聚乙二醇和O. 5406g過硫酸鉀，在密閉反應(yīng)釜中于13(TC水浴反應(yīng)18小時(shí)，冷卻至室溫后將 上述反應(yīng)產(chǎn)物在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，分離得到的固體，再用大量的乙醇水溶 液漂洗3次，5(TC真空干燥2小時(shí)，所得粉末即為二氧化鉛納米顆粒。
對(duì)本實(shí)施例的產(chǎn)物進(jìn)行電鏡掃描以觀察其微觀形貌，所得SEM圖片如圖2所示。
實(shí)施例3 : 取0. 2650g的硝酸鉛溶解于40毫升1M的氫氧化鈉溶液中，攪拌下依次加入0. 02g 聚乙烯吡咯烷酮和0. 3651g過硫酸銨，在密閉反應(yīng)釜中于18(TC水浴反應(yīng)24小時(shí)，冷卻至室 溫后將上述反應(yīng)產(chǎn)物在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，分離得到的固體，再用大量的乙 醇水溶液漂洗3次，5(TC真空干燥2小時(shí)，所得粉末即為二氧化鉛納米顆粒。
對(duì)本實(shí)施例的產(chǎn)物進(jìn)行電鏡掃描以觀察其微觀形貌，所得SEM圖片如圖3所示。
權(quán)利要求
一種β-型二氧化鉛納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將0.1～0.5克硝酸鉛溶于30～50毫升1M的氫氧化鈉溶液中，得到混合溶液I；(2)向混合溶液I中依次加入0.1～0.3克添加劑和0.3～0.8克氧化劑，得到混合溶液II；(3)將混合溶液II裝入密閉容器中，于80℃～180℃之間水浴反應(yīng)6～24小時(shí)，再冷卻至室溫，得到混合溶液III；(4)將混合溶液III在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心10min，分離得到的固體，再用大量的乙醇水溶液漂洗3次，50℃真空干燥2小時(shí)，得到的粉末即為β-型二氧化鉛納米顆粒；所述步驟(2)中的添加劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚丙烯酸，十六烷基三甲基溴化銨中的任意一種；所述步驟(2)中的氧化劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的任意一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述e-型二氧化鉛納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3)的水浴反應(yīng)溫度為90°C 150°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述e-型二氧化鉛納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3)的水浴反應(yīng)時(shí)間為8 16小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述方法制備得到的P-型二氧化鉛納米顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種β-型二氧化鉛納米顆粒及其制備方法，其是以硝酸鉛為原料，采用水熱法，在較低的溫度條件下，通過加入適量的氧化劑和添加劑，大量制備出β-型二氧化鉛納米顆粒。本發(fā)明方法成本低廉，生產(chǎn)工藝得到極大的簡化，制備得到的二氧化鉛納米顆粒的粒徑和形貌可控，具有大的比表面積，更加優(yōu)異的轉(zhuǎn)化效率和催化活性，在電化學(xué)領(lǐng)域及催化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B82B1/00GK101712487SQ200910181099
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者唐華, 曹可生, 李國偉, 李長生, 王芳菲 申請(qǐng)人:無錫潤鵬復(fù)合新材料有限公司