水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；
5.3将5.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为90 ° C，时间为3 h，得到反应液；
5.4将5.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体；
5.5将5.4中得到的粉末前驱体在按5。C/min升温速率升至400。C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料。
[0036]所得四氧化三钴材料的形貌呈现花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的的直径在12 ~ 20 um。
[0037]实施例6
6.1称取0.85 g硝酸钠和0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
6.2向6.1中的混合溶液中加入0.4g三氯化钴，搅拌至钴源完全溶解；
6.3将6.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为I h，得到反应液；
6.4将6.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体；
6.5将6.4中得到的粉末前驱体在按5。C/min升温速率升至400。C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料。
[0038]所得四氧化三钴材料的形貌如图5所示，从图5中可以看出所制备的四氧化三钴材料呈现花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的直径在15 ~ 22 um。
[0039]实施例7
7.1称取0.85 g硝酸钠和0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
7.2向7.1中的混合溶液中加入0.58 g六水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；
7.3将7.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为5 h，得到反应液；
7.4将7.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体；
7.5将7.4中得到的粉末前驱体在按5。C/min升温速率升至400。C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状的四氧化三钴材料。
[0040]所得四氧化三钴材料的形貌呈现花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的直径在15 ~ 25 um。
[0041]实施例8
8.1称取0.85 g硝酸钠和0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
8.2向8.1中的混合溶液中加入0.58 g六水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；
8.3将8.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为3 h，得到反应液；
8.4将8.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体；
8.5将8.4中得到的粉末前驱体在按I。C/min升温速率升至400。C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料。
[0042]所得四氧化三钴材料的形貌如图6所示，从图6中可以看出所制备的四氧化三钴材料呈现花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的直径在10 ~ 20 um。
[0043]实施例9
9.1称取0.85 g硝酸钠0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
9.2向9.1中的混合溶液中加入0.58 g六水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；
9.3将9.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为3 h，得到反应液；
9.4将9.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体；
9.5将9.4中得到的粉末前驱体在按10。C/min升温速率升至400。C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料。
[0044]所得四氧化三钴材料的形貌呈现花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的直径大小在10 ~ 20 um。
[0045]实施例10
10.1称取0.85 g硝酸钠和0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
10.2向10.1中的混合溶液中加入0.58 g六水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；
10.3将10.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为3 h，得到反应液；
10.4将10.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到粉末前躯体；
10.5将10.4中得到的粉末前驱体在按5 ° C/min升温速率升至400 ° C，保温1.5h进行煅烧，自然冷却至室温，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料。
[0046]所得四氧化三钴材料的形貌如图7所示，从图7中可以看出所制备的四氧化三钴材料花状结构，其花瓣是由许多纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴的直径在13 ~ 27 um。
[0047]对比例I
1.1称取0.80 g六次甲基四胺，加入到45 mL去离子水与5 mL无水乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液混合均匀；
1.2向对比例1.1中的混合溶液中加入0.58 g六水合硝酸钴，搅拌至钴源完全溶解；1.3将对比例1.2中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，控制水热反应温度为110 ° C，时间为3 h，得到反应液；
1.4将对比例1.3中得到的反应液离心、洗涤、干燥得到前躯体固体粉末；
1.5将对比例1.4中得到的粉末前驱体在按5 ° C/min升温速率升至400 ° C，保温3 h进行煅烧，自然冷却至室温，得到另一种形貌的四氧化三钴材料，形貌如图8所示，这说明硝酸钠在形貌控制中起到非常关键的作用。
[0048]对比例2
制备方法同实施例1，不同的是将硝酸钠换为氯化钠，最终得到的四氧化三钴的形貌如图9所示。
[0049]对比例3
制备方法同实施例1，不同的是将硝酸钠换为醋酸钠，最终得到的四氧化三钴的形貌如图10所示。
【主权项】
1.一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料，其特征在于，所述四氧化三钴材料呈花状结构，花瓣由四氧化三钴纳米颗粒组成，纳米颗粒的尺寸为5 ~ 100 nm，花状四氧化三钴材料的直径为10 ~ 27um。2.一种如权利要求1所述的花状四氧化三钴材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将钴盐、钠盐和六次甲基四胺，加入到去离子水和无水乙醇的混合溶液中，搅拌至形成均匀的溶液； (2)将步骤(I)中得到的混合溶液移入内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中进行水热反应，反应结束后得反应液； (3)将步骤(2)制备的反应液离心、洗涤、干燥得到的粉末为前躯体； (4)将步骤(3)得到的粉末前驱体以I~ 10。C/min的升温速率升至400。C，保温进行热处理，即得到一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述钴盐为硝酸钴、三氯化钴或硫酸钴；所述钠盐为硝酸钠。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述去离子水和无水乙醇的体积比为9:1。5.根据权利要求2、3和4任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述硝酸钠在混合溶液中的浓度为0.01 ~ 0.5 mol/Lo6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述钠盐与钴盐的摩尔比为1: 0.2 ~ 3.45。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述钠盐与六次甲基四胺的摩尔比为1: 0.6 ~ 9.7。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述水热反应的温度为80 ~ 110。C，水热反应时间为I ~ 5 h。9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于:步骤(4)中，热处理的时间为1.5 ~5 ho
【专利摘要】本发明涉及一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料及其制备方法，具体是通过以下步骤实现的：将钴盐、硝酸钠和六次甲基四胺，加入到去离子水与乙醇的混合溶液中，充分搅拌至完全溶解；然后，将上述溶液转移至水热反应釜中在一定温度下加热一定时间，对所得沉淀物进行离心、洗涤、干燥得到前驱体粉末；然后通过煅烧前驱体粉末，得到纳米颗粒组成的花状四氧化三钴样品。本发明制备方法简单，形貌规整，特别是花状样品的花瓣由纳米颗粒组成，使得该材料在锂离子电池、超级电容器、气体传感、催化等领域有着广泛的应用前景。
【IPC分类】C01G51/04
【公开号】CN105060351
【申请号】CN201510561789
【发明人】程新, 丁昆, 王丹, 张丽娜, 杨萍
【申请人】济南大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月7日