一种氧化物多孔材料的制备方法_2

文档序号:9720027阅读:来源:国知局
溶液π中,搅拌3~5小时,得溶液m。
[0029]4)再将溶液m进行液氮冷冻处理,然后在真空冷冻干燥机中干燥48?72小时,得到干燥后的产物;
5)将干燥后的产物置于管式炉中,在氩气气氛或空气气氛中以4?5°C/min速率升温至500?700°C,保温7?10h,随炉自然冷却,除去模板剂,得到氧化物多孔材料。
[0030]图3是实施例2所制备一种二氧化钛多孔材料的XRD图;图4是图3所示二氧化钛材料的SEM图。由图3可以看出,其制品为纯相Ti02材料;由图4可以看出,其制品孔隙分布比较均匀,孔径为150~350nm,壁厚为300?700nm;其制品经BET测试,比表面积为45?65m2/g,孔隙率为0.18?0.25cm3/g,证明所得二氧化钛多孔材料拥有三维离散孔结构。
[0031 ] 实施例3
一种钛酸锂多孔材料的制备方法。所述制备方法是:
1)按每种物质的浓度为8.0?10.0mol/L,将钛酸四丁酯与二水乙酸锂先后溶于有机溶剂,搅拌3~5小时,得溶液I。
[0032]所述有机溶剂为乙醇和冰醋酸的混合溶剂,混合溶剂中的乙醇和冰醋酸的体积比为 1:1。
[0033]2)按照钛酸四丁酯与二水乙酸锂的混合盐与乙基纤维素的质量比为1:(0.07?
0.10),将乙基纤维素加入溶液I中,搅拌1?2小时,得溶液Π。
[0034]3)按照钛酸四丁酯与二水乙酸锂的混合盐与聚苯乙烯的质量比为1:(0.10?
0.15),将聚苯乙烯加入溶液Π中,搅拌3~5小时,得溶液m。
[0035]4)再将溶液m进行液氮冷冻处理,然后在真空冷冻干燥机中干燥48?72小时,得到干燥后的产物。
[0036]5)将干燥后的产物置于管式炉中,在氩气气氛或空气气氛中以4?5°C/min速率升温至700?800°C,保温10?12h,随炉自然冷却,除去模板剂,得到氧化物多孔材料。
[0037]本实施例制备的钛酸锂多孔材料,孔隙分布比较均匀,孔径为50?260nm,壁厚为600~1000nm;其制品经BET测试,比表面积为30?50m2/g,孔隙率为0.13?0.20cm3/g,证明所得钛酸锂多孔材料拥有三维离散孔结构。
[0038]本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下积极效果:
(1)本【具体实施方式】所制得的氧化物多孔材料具有合适的纳米孔隙,能提高材料的稳定性和功能性,避免孔径过大造成材料整体结构不稳定,同时也能防止孔径过小而无法起到良好的缓冲体积膨胀的效果。
[0039](2)传统的胶晶模板法用到的胶晶模板的模板颗粒均为紧密堆积排列,所得多孔材料的孔径大小和孔壁厚完全决定于胶晶模板,材料的孔尺寸、孔隙率和壁厚不易在大范围内控制,所得孔结构通常为贯通孔道结构;而本【具体实施方式】通过改变模板剂的加入量和种类,能有效地控制所制得的氧化物多孔材料的孔尺寸、孔隙率和壁厚,所制备的氧化物多孔材料拥有三维离散孔结构;经测试:氧化物多孔材料的比表面积为30?80m2/g,孔隙率为0.13?0.28cm3/g,孔径为50?500nm,壁厚为50?lOOOnm,从而使所制得的氧化物多孔材料的孔隙结构能在大范围内调控。
[0040](3)传统的胶晶模板法需要先制得模板颗粒紧密堆积排列的胶晶模板,较难以规模化生产;而本【具体实施方式】中的模板剂能大规模生产,易于工业化制备氧化物多孔材料。
[0041]因此,本【具体实施方式】具有操作方便和适于工业化生产的特点,所制备的氧化物多孔材料拥有三维离散孔结构,所述氧化物多孔材料的孔尺寸、孔隙率和壁厚能在较大范围内调控。
【主权项】
1.一种氧化物多孔材料的制备方法,其特征在于所述制备方法是: 1)按浓度为5?lOmol/L,将氧化物前驱体盐溶于有机溶剂,搅拌3?5小时,得溶液I; 2)按照氧化物前驱体盐与粘结剂的质量比为1:(0.01?0.1),将粘结剂加入溶液I中,搅拌1?2小时,得溶液Π ; 3)按照氧化物前驱体盐与模板剂的质量比为1: (0.1?0.35),将模板剂加入溶液Π中,搅拌3?5小时,得溶液m; 4)再将溶液m进行液氮冷冻处理,然后在真空冷冻干燥机中干燥48?72小时,得到干燥后的产物; 5)将干燥后的产物置于管式炉中,在氩气气氛或空气气氛中以4?5°C/min速率升温至300?800°C,保温4?12h,随炉自然冷却,除去模板剂,得到氧化物多孔材料。2.根据权利要求1所述的制备氧化物多孔材料的方法,其特征在于所述氧化物前驱体盐为钛酸四丁酯与二水乙酸锂的混合盐、四水硝酸锰、硫酸钛中的一种。3.根据权利要求1所述的制备氧化物多孔材料的方法,其特征在于所述有机溶剂为叔丁醇、或为乙醇和冰醋酸的混合溶剂,混合溶剂中的乙醇和冰醋酸的体积比为1:1。4.根据权利要求1所述的制备氧化物多孔材料的方法,其特征在于所述粘结剂为乙基纤维素或为聚乙烯吡咯烷酮。5.根据权利要求1所述的制备氧化物多孔材料的方法,其特征在于所述模板剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、二氧化硅中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种氧化物多孔材料的制备方法。其技术方案是:按浓度为5~10mol/L,将氧化物前驱体盐溶于有机溶剂,搅拌,得溶液Ⅰ;按照氧化物前驱体盐与粘结剂的质量比为1∶(0.01~0.1),将粘结剂加入溶液Ⅰ中,搅拌,得溶液Ⅱ;按照氧化物前驱体盐与模板剂的质量比为1∶(0.1~0.35),将模板剂加入溶液Ⅱ中,搅拌,得溶液Ⅲ;再将溶液Ⅲ进行液氮冷冻处理,然后在真空冷冻干燥机中干燥,得到干燥后的产物;将所述产物置于管式炉中,在氩气气氛或空气气氛中以4~5℃/min速率升温至300~800℃,保温4~12h,随炉自然冷却,除去模板剂,得到氧化物多孔材料。本发明操作方便和适于工业化生产,其制品的孔尺寸、孔隙率和壁厚能在较大范围内调控。
【IPC分类】C01G45/02, C01G23/00, C01B13/14, C01G23/08
【公开号】CN105480950
【申请号】CN201610066557
【发明人】周盈科, 田小慧, 胡敏, 涂晓峰, 都国栋
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月30日
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