一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型的氧化铬的制备方法，具体涉及一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法。
【背景技术】
[0002]氧化铬是一种重要的工业原料，主要用于颜料、耐磨材料、熔喷涂料、耐火材料和陶瓷等。同时，作为一种具有磁性的带隙很宽的半导体材料(在常温下约为3.4eV)，在光催化、锂电池、太阳能电池、磁性元件和气体传感器等方面具有很大的应用潜能。纳米材料的性能很纳米材料的性能很大程度上取决于其形貌和尺寸，特别的，控制合成不同形貌的氧化铬纳米材料可以一定程度上可以改变或改善其对应的性能，这在基础研究和实际应用上都有很重要的意义，也逐渐成为了当今许多学科科研工作者的研究热点和重点。这些年，大量的研究集中在制备由低维的纳米单元(例如纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米片等)组装成的三维立体微结构上，例如纳米颗粒组装的氧化铬空心球、空心管、多孔球等，这些三维结构的氧化铬一般具有多孔结构，而多孔结构由于具有低密度、高比表面等性质在污水污染物吸附、储能、气敏传感器、光催化等方面有着广泛的应用前景。
[0003]目前，制备氧化铬材料的主要方法有化学气象沉积法和水热法等，由于化学气象沉积法需要很高的反应温度，惰性气体保护，高要求的设备等缺陷，很难实现工业化大规模的生产。今年来很多科研工作者用水热法合成氧化铬，水热法涉及到高温(一般250°C )，高压，对设备要求高等缺点，不仅能耗大，而且水热产生的高温分解物对环境也会造成一定的污染。因此研制环境污染小，低耗能，操作简单，低温低压的方法制备高性能的多孔氧化铬颗粒还需要不断的探索。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种以铬盐、十八胺或者十四胺或者十二胺、氨水为原料，无水乙醇为溶剂，在常温常温下超声辅助合成由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的方法。
[0005]发明的目的是这样实现的，以硝酸铬、氯化铬或者硫酸铬为铬盐，以十八胺、十四胺或者十二胺为结构导向剂，以氨水为矿化剂，在超声的辅助下得到氧化铬的前驱体，然后在马弗炉中进行热处理得到多孔氧化铬颗粒。
[0006]本发明制备多孔氧化铬颗粒的具体步骤如下:
[0007](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的铬盐溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为
0.3mol/L十八胺、十四胺或者十二胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液。C ；
[0008](2)将溶液A，溶液B和溶液。C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声一定时间；
[0009](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0010](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。
[0011]进一步的，所述的铬盐为硝酸铬、氯化铬或者硫酸铬的一种，超声用的时间为1小时或者2小时。
[0012]本发明所用的铬盐、长链胺(十八胺、十四胺或者十二胺)和氨水等原料价格低廉，同时在室温常压下对设备要求低，操作简便等特点，有利于实现大规模的工业生产。更重要的是本发明得到了新型的多孔氧化铬颗粒具有很大比表面积，有很大的潜在应用价值。
【附图说明】
[0013]图1是实例1所制备多孔氧化铬颗粒的扫描电镜(SEM)照片。
[0014]图2是实例1所制备多孔氧化铬颗粒的X射线衍射图谱。
【具体实施方式】
[0015]以下通过具体实施例用于进一步说明本发明描述的方法，但是并不意味着本发明局限于这些实施例。
[0016]实施例1:
[0017]一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0018](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的硝酸铬溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十八胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ；
[0019](2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声1小时；
[0020](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0021](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。
[0022]制备所得到多孔氧化铬颗粒由扫描电子显微镜表征，如图1(a)是所得氧化铬的全景SEM谱图，由图可以看出，所制备的氧化铬有很多颗粒组成如图1(b)可知，这些氧化铬颗粒由大小为100?200nm的氧化铬粒子组装而成，这些颗粒互相连接形成了多孔结构。制备所得到的氧化铬颗粒由X射线衍射分析，得到其结构属于绿铬矿氧化铬结构(图2)。
[0023]实施例2:
[0024]一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0025](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的硝酸铬溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十四胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ；
[0026](2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声1?2小时；
[0027](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0028](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。得到的氧化铬颗粒的纳米粒子单元尺寸为80?150nm，而且孔的大小减小。
[0029]实施例3:
[0030]一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0031](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的硝酸铬溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十二胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ；
[0032](2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声1?2小时；
[0033](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0034](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。得到的氧化铬颗粒的纳米粒子单元尺寸为50?lOOnm。
[0035]实施例4:
[0036]一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0037](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的硫酸铬溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十八胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ；
[0038](2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声1?2小时；
[0039](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0040](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。得到的氧化铬颗粒的纳米粒子单元尺寸为50?200nm。
[0041]实施例5:
[0042]一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0043](1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的氯化铬溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十八胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ；
[0044](2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声1?2小时；
[0045](3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥；
[0046](4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化铬颗粒。得到的氧化铬颗粒的纳米粒子单元尺寸为80?150nm，氧化铬颗粒的孔较大。
【主权项】
1.一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，其包括如下步骤: (1)以乙醇为溶剂配制浓度为0.05mol/L的铬盐溶液A，以乙醇为溶剂配制浓度为0.3mol/L十八胺、十四胺或者十二胺溶液B和浓度为0.8mol/L的稀氨水溶液C ； (2)将溶液A，溶液B和溶液C按2: 1: 1的体积比例混合，得到的混合溶液D在室温(20?30°C )下在超声清洗机中超声一定时间； (3)收集产生的沉淀，用乙醇离心洗涤几次，得到氧化铬的前驱体，然后在60°C的烘箱中干燥； (4)最后将干燥后的氧化铬前驱体在500°C下热处理5小时得到要制备的多孔的氧化络颗粒。2.根据权利要求1所述的制备多孔氧化铬颗粒的方法，其特征在于所用的铬盐为硫酸铬、氯化铬或者硝酸铬。3.根据权利要求1所述的制备多孔氧化铬颗粒的方法，其特征在超声时间为1小时或者2小时。4.根据权利要求1所述的制备三维层状多孔氧化锌微球的方法，其特征在于得到的多孔氧化铬颗粒是由大小为50?200nm氧化铬粒子组装而成。
【专利摘要】本发明公开一种由纳米粒子组装的多孔氧化铬颗粒的制备方法，该方法通过以下方法完成：以硝酸铬、氯化铬或者硫酸铬为铬盐，以十八胺、十四胺或者十二胺为结构导向剂，以氨水为矿化剂，以无水乙醇为溶剂，在超声的辅助室温常压的条件下得到氧化铬的前驱体，然后在马弗炉中500℃热处理5小时即可得到直径为50～200nm氧化铬粒子组装而成多孔氧化铬颗粒。本发明所用的铬盐、长链烷胺(十八胺、十四胺或者十二胺)和氨水等原料价格低廉，同时不需要高温高压，对设备要求低，操作简便等特点，有利于实现大规模的工业生产。更重要的是本发明得到了新型的多孔氧化铬颗粒具有很大比表面积，有很大的潜在应用价值。
【IPC分类】C01G37/02, B82Y30/00
【公开号】CN105399141
【申请号】CN201410457838
【发明人】王立敏, 孙洪明, 王澳轩, 储德清, 马忠超
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年9月9日