CN101475152A - 一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 - Google Patents
一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101475152A CN101475152A CNA2009101160897A CN200910116089A CN101475152A CN 101475152 A CN101475152 A CN 101475152A CN A2009101160897 A CNA2009101160897 A CN A2009101160897A CN 200910116089 A CN200910116089 A CN 200910116089A CN 101475152 A CN101475152 A CN 101475152A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cop
- co2p
- pph
- reaction
- nanometer rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法，特征是将金属钴粉与三苯基膦按1∶0.25－6的摩尔比密封在真空管中，加热至360－400℃，反应8－24h，即可得到Co2P或/和CoP纳米棒材料。本发明方法以在空气中稳定不挥发的芳基膦为磷源前驱物，反应体系简单，反应场所真空密封石英管易于实现，工艺流程简便，只需调节Co与三苯基膦的摩尔比在1∶0.25至1∶6，即可在较低温度条件下制备得到Co2P或/和CoP纳米棒，产物大小均匀、可控，易于分离，环境友好，成本较低，有利于大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及采用物相控制制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法。
背景技术
美国纽约培格曼出版社出版的《元素化学》(Greenwood，N.N.；Earnshaw，A.E.Chemistry of the Elements，Pergamon Prees，New York，1997)报道了高温固相元素反应法制备钴的磷化物(包括Co2P和CoP)；英国皇家化学会《化学学会评论》(Pink，I.P.Chem.Soc.Rev.1994，6，2056)论述了高温固相交换反应法制备金属钴的磷化物。这两种传统的固相方法制备的Co2P和CoP是块体材料，颗粒较大。美国化学会《材料化学》(Chem.Mater.，1998，10，903；2003，15，57)曾报道在硅土支撑物上600-900℃热分解有机单源分子前驱物制备Co2P纳米颗粒。《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.，2003，125，13960)报道了以三甲基硅基膦(P(SiMe3)3)作为磷源采用液相法制备CoP纳米晶粒。日本《化学通讯》(Chem.Lett.2004，33，1272)报道了以黄磷(P4)为磷源利用液相法制备Co2P纳米棒。这些制备金属钴磷化物纳米材料的方法都须使用活泼性很高、在空气中不稳定的有机单源分子前驱物、P(SiMe3)3或P4的磷源，给操作带来很***烦，增加了制备工艺的复杂性，给工业扩大生产带来困难。
《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.，2005，127，8433)和《材料化学》(Chem.Mater.，2007，19，4234)分别报道了以烷基膦——三辛基膦(P(C8H17)3，TOP)为磷源，采用液相法制备了Co2P纳米棒和CoP纳米颗粒，但TOP价格昂贵，生产成本较高。《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.2005，127，16020)报道了以长链烷基磷酸(四癸基磷酸)为原料，以液相法制备CoP一维纳米线。这些方法在多种复杂液相有机溶剂中制备单一的一种钴的磷化物纳米材料，无法同时进行Co2P或/和CoP纳米材料的制备，不仅生产成本高，而且使用复杂的有机溶剂会造成污染环境。
发明内容
本发明提出一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法，以克服现有技术的上述缺陷。
本发明制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法，其特征在于：将金属钴粉与三苯基膦(PPh3)按1:0.25-6的摩尔比密封在真空管中，加热至360-400℃，反应8-24h，即得到Co2P或/和CoP纳米棒材料。
采用本发明方法制备Co2P或/和CoP纳米棒材料的一个显著优点是只需调节Co与PPh3的摩尔比在1:0.25至1:6，即可在360 400℃的较低温度条件下制备得到Co2P或/和CoP纳米棒。当Co与PPh3的摩尔比在1:0.25到1:2之间时可制备纯相的Co2P纳米棒；当Co与PPh3的摩尔比在1:3时可制备Co2P和CoP混相的纳米棒；当Co与PPh3的摩尔比在1:4至1:6时可制备纯相的CoP纳米棒。本发明方法弥补了现有固相和液相制备方法的不足，通过调节Co和PPh3的摩尔比可同时制备Co2P或/和CoP纳米棒材料。本发明方法以在空气中稳定不挥发的芳基膦(PPh3)为磷源前驱物，反应体系简单，反应场所真空密封石英管易于实现，工艺流程简便，产物大小均匀、可控，易于分离，环境友好，成本较低，有利于大规模生产。
附图说明
图1是按Co与PPh3的摩尔比为1:2和1:4时在390℃反应15h制备的Co2P和CoP产物的典型的X光衍射图。
图2是按Co与PPh3的摩尔比为1:3时在360℃反应24h制备的混相的Co2P和CoP产物的X光衍射图。
图3是按Co与PPh3的摩尔比为1:0.25时在390℃反应15h制备的Co2P纳米棒的透射电子显微镜(TEM)照片。
图4是按Co与PPh3的摩尔比为1:2在390℃反应15h制备的Co2P纳米棒的透射电子显微镜(TEM)照片。
图5是按Co与PPh3的摩尔比为1:2在390℃反应15h制备的Co2P纳米棒的高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及电子衍射(ED)照片(图5的***部分)。
图6是按Co与PPh3的摩尔比为1:4在390℃反应15h制备的Co2P纳米棒的透射电子显微镜(TEM)照片。
图7是CoP纳米棒的高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及电子衍射(ED)照片(图7的***部分)。
图8和图9分别是Co2P和CoP典型的能量散射X射线谱(EDX)。
具体实施方式
本实施例中反应所用的原料为上海国药集团生产的金属钴粉(Co，AR级，99.95％)和三苯基膦(PPh3，CP级)。
实施例1：摩尔比例为1:0.25(4:1)的Co和PPh3反应制备Co2P纳米棒
取摩尔比为1:0.25的Co粉0.236g和PPh3 0.262g，混合装入内径1cm、长15cm的封底的石英管中，抽真空至真空度为10-2-10-3Pa，密封后，将石英反应管置于马福炉内，在100min内由室温升至360℃，并保持在这一温度反应24h。自然冷却后，破裂反应管，收集黑色产物，先后采用苯和工业酒精洗涤除去黑色产物中的有机副产物，然后将黑色产物浸泡于60-80℃的热的稀HCl(1M)中除去未反应的金属Co粉，离心洗涤后用无水乙醇洗涤一次，在60℃真空干燥，得黑色粉末状产物。所得产物经X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析证明即为纯的Co2P纳米棒。
实施例2：摩尔比例为1:2的Co和PPh3反应制备Co2P纳米棒
取摩尔比为1:2的Co粉0.059g和PPh3 0.530g，混合装入内径1cm、长15cm的封底的石英管中，抽真空至真空度为10-2-10-3Pa，密封后，将石英反应管置于马福炉内，在100min内由室温升至390℃，并保持在这一温度反应15h。自然冷却后，破裂反应管，收集黑色产物，先后采用苯和工业酒精洗涤除去黑色产物中的有机副产物，然后将黑色产物浸泡于60-80℃的热的稀HCl(1M)中除去未反应的金属Co粉，离心洗涤后用无水乙醇洗涤一次，在60℃真空干燥，得黑色粉末状产物。所得产物经X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析证明即为纯的Co2P纳米棒。
实施例3：摩尔比例为1:3的Co和PPh3反应制备混相的Co2P和CoP纳米棒
取摩尔比为1:3的Co粉0.059g和PPh3 0.790g，混合装入内径1cm、长15cm的封底的石英管中，抽真空至真空度为10-2-10-3Pa，密封后，将石英反应管置于马福炉内，在100min内由室温升至400℃，并保持在这一温度反应8h。自然冷却后，破裂反应管，收集黑色产物，先后采用苯和工业酒精洗涤除去黑色产物中的有机副产物，然后将黑色产物浸泡于60-80℃的热的稀HCl(1M)中除去未反应的金属Co粉，离心洗涤后用无水乙醇洗涤一次，在60℃真空干燥，得黑色粉末状产物。所得产物经X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析证明即为两相混相的Co2P和CoP纳米棒。
实施例4：摩尔比例为1:4的Co和PPh3反应制备CoP纳米棒
本发明中CoP纳米棒的制备类似于Co2P纳米棒的制备工艺，只是把Co和PPh3的摩尔比例提高到1:4-6即可，其余操作过程同Co2P的制备。具体操作为：取摩尔比例为1:4的Co粉0.059g和PPh31.060g混合装入封底的石英管(内径1cm×15cm)中，抽真空(真空度约为10-210-3Pa)密封后，反应管置于马福炉内，在100min内由室温升至390℃，并保持在这一温度反应15h。自然冷却后，破裂反应管，收集黑色产物，先后采用苯和工业酒精洗涤除去黑色产物中的有机副产物，然后将黑色产物浸泡于60-80℃的热的稀HCl(1M)中除去未反应的金属Co粉，离心洗涤后用无水乙醇洗涤一次，在60℃真空干燥，得黑色粉末状产物。所得产物经X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析证明即为纯的CoP纳米棒。
X光衍射分析是在日本采用日本Rikagu Dmax γA X光粉末衍射仪上进行的(射线波长λCuKα＝1.54178
)。
附图1给出了在Co:PPh3＝1:2和1:4时制备的Co2P和CoP产物的X光衍射分析结果。由图中可以看出，本发明通过简便调节Co和PPh3的摩尔比，分别成功的制备了纯相的结晶优良的正交结构Co2P(JCPDS No.89-3030)和CoP(JCPDS No.89-4862)。由图可也看出无其他杂质和混相的情况出现。
附图2展示了Co:PPh3＝1:3时所制备的产物的X光衍射图谱，清楚地表明产物是Co2P和CoP两相共存。附图2中标注“#”的衍射峰是Co2P的(112)晶面峰。
附图3是在Co:PPh3＝1:0.25时制备的Co2P产物的透射电镜照片，表明产物是一维棒状结构。
附图4给出了Co:PPh3＝1:2，3900C时反应15h获得的Co2P的透射电子显微镜(TEM)照片，表明所制备的Co2P为一维棒状纳米结构，其平均维度分布是20nm×320nm。该制备条件下所获得的Co2P纳米棒的高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及电子衍射(ED)照片展示在附图5及其***部分，结果证实，Co2P纳米棒结晶性良好，具备单晶结构，其生长方向垂直于正交相Co2P的(020)晶面。
附图6和附图7分别给出了Co:PPh3＝1:4，3900C时反应15h制备的CoP产物的TEM照片和HRTEM及ED(图7的***部分)分析结果。附图6展示了CoP为一维棒状纳米结构，其平均大小是15nm×200nm，长径比约为21。附图7给出了典型CoP纳米棒的HRTEM及ED分析结果，展示了CoP纳米棒的单晶结构，并且表明了CoP纳米棒的生长方向是垂直于正交相CoP(210)晶面。附图37表明，本发明一种相控制制备Co2P和CoP纳米棒的方法，能简便的通过调节反应物比例，便捷的进行钴的磷化物纳米材料的物相控制制备。
使用高分辨电镜(HRTEM)的EDX元素分析程序对合成的Co2P和CoP的纳米棒进行元素组成分析，附图8和9分别是Co2P和CoP纳米棒的EDX谱图。附图8中的EDX分析给出Co:P的原子比为69.52:30.48，基本和Co2P的化学计量比一致；附图9中EDX分析给出Co:P的原子比为47.79:52.21，和CoP的化学计量比相符。附图8和9证实了在误差范围内，产物元素组成吻合与XRD显示的产物的化学计量比，采用本发明制备方法成功地获得了两种金属钴的磷化物Co2P和CoP纳米棒材料。
Claims (1)
1、一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法，其特征在于：将金属钴粉与三苯基膦按1:0.25-6的摩尔比密封在真空管中，加热至360-400℃，反应8-24h，即得到Co2P或/和CoP纳米棒材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009101160897A CN101475152A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | 一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009101160897A CN101475152A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | 一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101475152A true CN101475152A (zh) | 2009-07-08 |
Family
ID=40835946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009101160897A Pending CN101475152A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | 一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101475152A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104118852A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 济南大学 | 一种过渡金属磷化物Co2P的制备方法 |
| CN109985646A (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 天津大学 | 钴磷催化剂、催化体系及其制备方法和应用 |
| CN110104623A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-09 | 河南大学 | 一种不同形貌的富磷过渡金属磷化物四磷化钴的制备方法 |
-
2009
- 2009-01-20 CN CNA2009101160897A patent/CN101475152A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104118852A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 济南大学 | 一种过渡金属磷化物Co2P的制备方法 |
| CN104118852B (zh) * | 2014-08-06 | 2016-02-03 | 济南大学 | 一种过渡金属磷化物Co2P的制备方法 |
| CN109985646A (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 天津大学 | 钴磷催化剂、催化体系及其制备方法和应用 |
| CN110104623A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-09 | 河南大学 | 一种不同形貌的富磷过渡金属磷化物四磷化钴的制备方法 |
| CN110104623B (zh) * | 2019-05-05 | 2021-06-04 | 河南大学 | 一种不同形貌的富磷过渡金属磷化物四磷化钴的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | High yield growth and doping of black phosphorus with tunable electronic properties | |
| US7214599B2 (en) | High yield method for preparing silicon nanocrystal with chemically accessible surfaces | |
| CN101891192B (zh) | 一种固相反应合成碳化物纳米粉体的方法 | |
| JP5028616B2 (ja) | 金属硫化物の製造方法 | |
| Chen et al. | Controlled synthesis of high crystalline bismuth sulfide nanorods: using bismuth citrate as a precursor | |
| Yuan et al. | A solid-state reaction route to prepare LaB6 nanocrystals in vacuum | |
| Zhong et al. | Synthesis of boron nitride nanotubes with SiC nanowire as template | |
| Gopal et al. | Sol-gel synthesis of Ga2O3 nanorods and effect of precursor chemistry on their structural and morphological properties | |
| Finefrock et al. | Large-scale solution-phase production of Bi 2 Te 3 and PbTe nanowires using Te nanowire templates | |
| EP2882683B1 (en) | Process for the colloidal synthesis of lithium iron phosphate | |
| CN101475152A (zh) | 一种制备Co2P或/和CoP纳米棒的方法 | |
| Maiti et al. | Solvent-assisted growth of Sb 2 Se 3 nanocompounds from a single-source precursor under mild reaction conditions | |
| CN110284195B (zh) | 一种磷化硼单晶及其制备方法和用途 | |
| CN105967155A (zh) | 二硒化钨纳米花的制备方法 | |
| JP2004161546A (ja) | 窒化ホウ素前駆物質の形成方法と窒化ホウ素前駆物質を利用した窒化ホウ素ナノチューブの製造方法 | |
| CN100369806C (zh) | 合成单一形貌氮化硼纳米管的方法 | |
| Zhan et al. | Synthesis of MoSe2 nanocrystallites by a solvothermal conversion from MoO3 | |
| CN105710390A (zh) | 一种直接利用工业级三氧化钼制备纳米级钼粉的方法 | |
| JP3882077B2 (ja) | 酸化ガリウムを触媒とする窒化ホウ素ナノチューブの製造方法 | |
| Long et al. | Facile synthesis of various carbon nanotube/metal oxide nanocomposites with high quality | |
| Ju et al. | High-yield synthesis of single-crystalline 3C–SiC nanowires by a facile autoclave route | |
| Chai et al. | A rational route to synthesize Bi2S3 nanorods in large scale | |
| Qin et al. | Preparation of aligned Cu nanowires by room-temperature reduction of CuO nanowires in electron cyclotron resonance hydrogen plasma | |
| Xiong et al. | Aqueous synthesis of group IIIA nitrides at low temperature | |
| Zhang et al. | Active functional group-coated VO2 (B) nanorods: facile one-pot hydrothermal synthesis and conversion to V2O3 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090708 |