专利名称：超高纯度金属氧化物、混合金属氧化物、金属以及金属合金的均匀纳米颗粒的制备的制作方法
技术领域：
具有纳米尺寸的材料的合成、表征以及应用是活跃的领 域。对于纳米级金属和金属氧化物的性质和用途的探索正在多种学科 中进行，如化学、物理学、材料科学、以及工程学。在本领域中存在 对一种更经济有效的方法的需要，以用于制备多种具有均匀的大小、 新的组成以及高纯度的纳米颗粒。还需要的是可靠的金属、混合金属 (合金)、金属氧化物以及混合金属氧化物的纳米颗粒，这些纳米颗 粒具有改进的特征和特性以用于不同的应用中。发明概述图3描绘了从一些前体材料的样品获得的差示扫描热 量法(DSC)曲线，这些前体材料是通过将碳酸氢铵分别与硝酸铝、硝 酸铁、以及硝酸镍混合而形成的。
实例37:将2.950 g硝酸钴与0.9218 g氢氧化锂混合。 使用钵与杵进行10分钟的混合。随后，将前体在80。C下干燥8小时。 然后将干燥的前体在325°C下在空气中加热两小时，生成55 nm的 LiCo02以及其他未鉴别的相。
权利要求
1. 一种组合物，包括纳米颗粒，所述纳米颗粒具有平均粒度，其中所述平均粒度是在约1nm和约100nm之间，并具有粒度分布，其中所述粒度分布是在所述平均粒度的约1％至约15％之内。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述纳米颗粒具有基本上预 定的化学计量。
3. 根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述纳米颗粒包括至少 一种化合物，所述化合物选自金属、金属氧化物、混合金属、以及混合 金属氧化物。
4. 根据权利要求3所述的组合物，其中所述金属选自碱金属、碱土 金属、过渡金属、镧系金属、锕系金属、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、 锑、铋、以及钋。
5. 根据权利要求3或4所述的组合物，其中所述混合金属或混合金 属氧化物包括两种或多种金属，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡 金属、镧系金属、锕系金属、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、锑、铋、 以及釙。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纳米颗粒的 氧化态在所述纳米颗粒中是基本一致的。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纳米颗粒具 有预先确定的氧化态。
8. 根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述纳米颗粒包括处于 零氧化态的金属纳米颗粒。
9. 形成纳米颗粒的方法，包括 提供金属盐；提供碱；将所述金属盐和所述碱混合以形成前体材料；并且 将所述前体材料在预确定的气氛中、在预确定的压力下、以预确定 的速率、经过预确定时间段加热至预确定的温度，其中所述纳米颗粒具 有平均粒度，其中所述平均粒度是在约1 nm和约100 nm之间，并具有 粒度分布，其中所述粒度分布是在所述平均粒度的约1%至约15%之 内。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述纳米颗粒具有基本上预定 的化学计量。
11. 根据权利要求9或10所述的方法，其中所述纳米颗粒包括至少 一种化合物，所述化合物选自金属、金属氧化物、混合金属、以及混合 金属氧化物。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述金属选自碱金属、碱土 金属、过渡金属、镧系金属、锕系金属、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、 锑、铋、以及钋。
13. 根据权利要求9至12中任意一项所述的方法，其中所述混合至 少部分地是由选自研钵和研杵、球磨机、辊式磨碎机、以及反向旋转器 的装置完成。
14. 根据权利要求9至13中任意一项所述的方法，其中所述混合包 括向所述金属盐和所述碱中加入预确定量的能量以形成所述前体材料。
15. 根据权利要求9至14中任意一项所述的方法，其中所述气氛是 惰性气氛。
16. 根据权利要求9至15中任意一项所述的方法，其中所述气氛是 还原性气氛。
17. 根据权利要求9至16中任意一项所述的方法，进一步包括以下 步骤将所述前体材料在预定的温度下干燥一段预定长度的时间。
18. —种前体材料，包括 金属氢氧化物；以及盐化合物，其中所述金属氢氧化物和所述盐化合物至少部分地是通 过混合金属盐和碱而形成，并且其中所述前体材料可以在预确定的气氛 中、以预确定的速率、经过预确定的时间段被加热至预确定的温度，以 形成纳米颗粒，所述纳米颗粒具有平均粒度，其中所述平均粒度是在约1 nm和约100nm之间，并具有粒度分布，其中所述粒度分布是在所述平 均粒度的约1%至约15%之内。
19. 根据权利要求18所述的前体材料，其中所述纳米颗粒具有基本 上预定的化学计量。
20. 根据权利要求18或19所述的前体材料，其中所述金属包括选自 下列金属碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系金属、锕系金属、铝、 镓、铟、铊、锗、锡、铅、锑、铋、以及钋。
21. 根据权利要求18至20中任一项所述的前体材料，其中所述碱包 括选自下列的化合物碳酸氢铵、倍半碳酸铵、氢氧化铵、氢氧化锂、 氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、以及它们的混合物。
22. 根据权利要求18至21中任一项所述的前体材料，其中所述混合 至少部分地是通过选自研钵和研杵、球磨机、辊式磨碎机、以及反向旋 转器的装置完成。
23. —种前体材料，包括复杂混合物，该复杂混合物包括金属氢氧化 物以及盐化合物，其中所述前体材料可以在预定的气氛中并经过预确定 的时间段被加热至预定的温度，以形成纳米颗粒，所述纳米颗粒具有平 均粒度，其中所述平均粒度是在约1 nm和约100 nm之间；具有粒度分 布，其中所述粒度分布是在所述平均粒度的约1%至约15%之内；并具 有基本上预定的化学计量。
全文摘要
含有具有窄粒度分布的和高纯度的金属钠米颗粒、混合金属(合金)钠米颗粒、金属氧化物钠米颗粒以及混合的金属氧化物纳米颗粒的组合物。还提供了制备金属钠米颗粒、混合金属钠米颗粒、金属氧化物钠米颗粒以及混合的金属氧化物纳米颗粒的方法。
文档编号C01G3/02GK101415509SQ200780012550
公开日2009年4月22日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者B·F·伍德菲尔德, J·博埃里奥-戈特斯, 刘庆元, 刘胜峰 申请人:布莱阿姆青年大学