CN104528807A - 多元氧化物纳米材料的制备方法 - Google Patents

多元氧化物纳米材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104528807A
CN104528807A CN201510002382.6A CN201510002382A CN104528807A CN 104528807 A CN104528807 A CN 104528807A CN 201510002382 A CN201510002382 A CN 201510002382A CN 104528807 A CN104528807 A CN 104528807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano material
preparation
laser
kinds
ablation
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
Application number
CN201510002382.6A
Other languages
English (en)
Inventor
曾海波
李晓明
芮牧晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201510002382.6A priority Critical patent/CN104528807A/zh
Publication of CN104528807A publication Critical patent/CN104528807A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公开一种多元氧化物纳米材料的制备方法，所述纳米材料具有通式AxByOz，式中，A、B为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种，并且xa+by=2z，a和b分别为金属元素A和B的价态；制备该纳米材料的具体步骤如下：将两种金属靶材分别浸入去离子水中，以Nd：YAG脉冲激光器进行激光烧蚀5-50min，金属靶材形成胶体溶液；所述金属靶材为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种；（b）将获得的两种胶体溶液混合搅拌5-10min后，移入高压水热反应釜中，80-180℃条件反应6h，反应所得结晶即为所述多元氧化物纳米材料；本发明所述方法操作步骤简单，反应过程中不需要引入任何外加化学试剂，绿色环保。

Description

多元氧化物纳米材料的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料领域，特别是一种多元氧化物纳米材料及其制备方法。
背景技术
    多元氧化物纳米材料具有光电、电化学活性、铁电、多铁性、非线性光学等独特特性，在光电探测器，光催化产氢，锂离子电池，超级电容器等方面得到越来越广泛的应用，如Zn2GeO4纳米线，即具有化学和热力学稳定性，禁带宽度更大，波长选择性更强，在深紫外光电探测器上具有更加优越的性能。
目前常用制备二元氧化物的方法有高温固相反应合成法、化学共沉积法、溶胶凝胶法，相对于的制备，这些传统方法都存在着不可避免的缺陷：高温固相反应合成法制备的多元氧化物颗粒较大，纯度低，高温容易导致化学组成更难以控制，不能满足高性能器件的需要；化学共沉积法易形成团聚现象，造成尺寸分布不均；溶胶凝胶法耗时长，后处理温度高；这三种传统方法或者需要引入其他杂质离子，引入副产物，后期处理过程复杂，或者对反应环境要求苛刻，需要在高温高压环境下进行，导致生产成本加大，难以得到符合化学计量比的具有完整晶型的多元氧化物纳米材料，因此，如何以简易方法制备高质量的多元金属氧化物，一直是本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
针对上述问题，多元氧化物纳米材料的制备方法，该方法操作简单，反应过程不需要引入外加化学试剂，绿色环保，本发明是这样实现的：
    一种多元氧化物纳米材料的制备方法，所述纳米材料具有通式AxByOz，式中，A、B为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种，并且xa+by=2z，a和b分别为金属元素A和B的价态；制备该纳米材料的具体步骤如下：
（a）将两种金属靶材分别浸入去离子水中，分别以Nd：YAG脉冲激光进行激光烧蚀5-50min，金属靶材形成胶体溶液；所述金属靶材为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种；
（b）将步骤a获得的两种胶体溶液以500rpm的速率混合搅拌5-10min后，移入高压水热反应釜中，80-180℃温度反应2-6h，反应所得结晶即为所述多元氧化物纳米材料。
   优选的，本发明中，所述以Nd：YAG脉冲激光进行激光烧蚀是指：以波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量100-180毫焦/脉冲的Nd：YAG脉冲激光对金属靶材进行烧蚀。
   优选的，本发明中，所述激光烧蚀中激光在金属靶材上形成的束斑直径为2毫米。
   本发明利用液相激光烧蚀法制备的胶体溶液具有较高活性，作为反应的前驱体，在低温条件下快速高效得到结晶良好的多元氧化物，该方法反应过程中不需要引入任何外加物质（如传统方法中的离子、酸碱等有害物质），不会对水体和环境造成污染，绿色环保；同时，通过控制不同的烧蚀时间，可以得到不同的胶体产量，控制不同的混合反应时间、温度，可以得到不同结晶性的纳米材料，一般来说，混合温度越高，反应时间越长，材料结晶性越好；本发明一方面拓宽了液相激光烧蚀技术在材料制备方面的应用，另一方面也为合成其他三元或多元氧化物纳米材料提供了一种新的思路。
附图说明
图1为本发明实例1 Zn2GeO4的X射线衍射谱图。
图2为本发明实例1 Zn2GeO4的扫描电子显微镜照片。
图3为本发明实例2 Zn2SnO4的X射线衍射谱图。
图4为本发明实例3 ZnFe2O4的X射线衍射谱图。
图5为本发明实例4 NiCo2O4的X射线衍射谱图。
图6为本发明实例5 FeGe2O4的X射线衍射谱图。
图7为本发明实例6 ZnMnO3的X射线衍射谱图。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1  Zn2GeO4合成
将纯度为99.99%以上的锌靶材浸没在24ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量110毫焦/脉冲，激光光束转换光学元件为1064纳米45度高反镜，激光光束聚焦元件为焦距为20厘米的凸透镜，聚焦后光束在靶材上的束斑为直径2毫米的圆，烧蚀锌靶材50分钟，锌靶材形成高活性高反应性的亚稳纳米材料胶体溶液；将纯度为99.99%以上的锗靶材浸没在22ml去离子水中，采用相同的Nd：YAG脉冲激光参数，烧蚀锗靶材25分钟，锗靶材形成高活性高反应性的亚稳纳米材料胶体溶液；将获得的两种亚稳纳米材料胶体溶液，500rpm的速率混合搅拌5-10分钟后，转入高压水热反应釜中，在180℃下分别反应2小时、4小时和6小时，即获得结晶性良好的六方Zn2GeO4，图1为所获得的六方Zn2GeO4的XRD谱图，由图可见，所有的衍射峰均与标准卡片一致，说明其结晶性好，没有其他物相的副产物出现，图2为所得Zn2GeO4扫描电子显微镜照片，由图2可以看出，Zn2GeO4尺寸分布均匀，长度约3.5微米。
实施例2   Zn2SnO4合成
   将纯度为99.99%以上的锌靶材浸没在24ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量120毫焦/脉冲，烧蚀锌靶材30分钟，锌靶材形成亚稳纳米材料胶体溶液；然后将纯度为99.99%以上的锡靶材浸没在24ml去离子水中，采用同样的激光参数，烧蚀锡靶材5分钟，锡靶材形成亚稳纳米材料胶体溶液；将两种亚稳纳米材料胶体溶液混合搅拌5-10分钟，转入高压水热反应釜中，在180℃下反应6小时，即可得结晶性良好的Zn2SnO4，其X射线衍射谱图如图3所示。
实施例3   ZnFe2O4合成
   将纯度为99.99%以上的锌靶材浸没在24ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量120毫焦/脉冲，烧蚀锌靶材30分钟，锌靶材形成亚稳纳米材料胶体溶液；接着将纯度为99.99%以上的铁靶材浸没在25ml去离子水中，采用参数为波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量180毫焦/脉冲，烧蚀铁靶材50分钟，铁靶材形成亚稳纳米材料胶体溶液；将两种亚稳纳米材料胶体溶液混合搅拌5-10分钟，转入高压水热反应釜中，在180℃下反应6小时，即可得结晶性良好的ZnFe2O4，其X射线衍射谱图如图4所示。
实施例4   NiCo2O4合成
   将纯度为99.99%以上的钴靶材浸没在30ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量180毫焦/脉冲，烧蚀钴靶材30分钟，钴靶材形成胶体溶液；接着将纯度为99.99%以上的镍靶材浸没在25ml去离子水中，采用同样的激光参数，烧蚀镍靶材15分钟，镍靶材形成胶体溶液；然后将两种胶体溶液混合搅拌5-10分钟后，转入高压水热反应釜中，在180℃下反应6小时，即可得结晶性良好的 NiCo2O4，其X射线衍射谱图如图5所示。
实施例5  FeGe2O4合成
将纯度为99.99%以上的铁靶材浸没在25ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量180毫焦/脉冲，烧蚀铁靶材50分钟，铁靶材形成亚稳纳米材料胶体溶液；接着将纯度为99.99%以上的锗靶材浸没在25ml去离子水中，采用参数为波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量110毫焦/脉冲，烧蚀锗靶材25分钟，锗靶材亚稳纳米材料胶体溶液；然后将两种亚稳纳米材料胶体溶液混合搅拌5-10分钟后，转入高压水热反应釜中，在180℃下反应6小时，即可得结晶性良好的FeGe2O4，其X射线衍射谱图如图6所示。
实施例6   ZnMnO3合成
   纯度为99.99%以上的锌靶材浸没在24ml去离子水中，采用Nd：YAG脉冲激光，波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量120毫焦/脉冲，烧蚀锌靶材50分钟，锌靶材形成胶体溶液；接着将纯度为99.99%以上的锰靶材浸没在24ml去离子水中，采用同样的激光参数，烧蚀锰靶材25分钟，锰靶材形成胶体溶液；然后将两种胶体溶液混合搅拌5-10分钟后，转入高压水热反应釜中，在180℃下反应6小时，即可得结晶性良好的ZnMnO3，其X射线衍射谱图如图7所示。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多元氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，所述纳米材料具有通式AxByOz，式中，A、B为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种，并且xa+by=2z，a和b分别为金属元素A和B的价态；制备该纳米材料的具体步骤如下：
(a)将两种金属靶材分别浸入去离子水中，分别以Nd：YAG脉冲激光进行激光烧蚀5-50min，金属靶材形成胶体溶液；所述金属靶材为Zn、Ge、Fe、Mn、Ni或Co中的任意两种；
(b)将步骤a获得的两种胶体溶液以500rpm的速率混合搅拌5-10min后，移入高压水热反应釜中，80-180℃温度反应2-6h，反应所得结晶即为所述多元氧化物纳米材料。
2.根据权利要求1所述多元氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，所述以Nd：YAG脉冲激光进行激光烧蚀是指：以波长1064纳米，频率5-10赫兹，脉冲能量100-180毫焦/脉冲的Nd：YAG脉冲激光对金属靶材进行烧蚀。
3.根据权利要求2所述多元氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，所述激光烧蚀中激光在金属靶材上形成的束斑直径为2毫米。
CN201510002382.6A 2015-01-05 2015-01-05 多元氧化物纳米材料的制备方法 Pending CN104528807A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510002382.6A CN104528807A (zh) 2015-01-05 2015-01-05 多元氧化物纳米材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510002382.6A CN104528807A (zh) 2015-01-05 2015-01-05 多元氧化物纳米材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104528807A true CN104528807A (zh) 2015-04-22

Family

ID=52844502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510002382.6A Pending CN104528807A (zh) 2015-01-05 2015-01-05 多元氧化物纳米材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104528807A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106629821A (zh) * 2016-09-12 2017-05-10 南京理工大学 一种亚微米羟基锡酸盐ZnSn(OH)6立方块的制备方法
CN107758726A (zh) * 2017-09-30 2018-03-06 南京理工大学 一种可用于深紫外极弱光探测高纯纳米结构ZnGa2O4的制备方法
CN109292821A (zh) * 2018-10-18 2019-02-01 合肥学院 一种单晶TT-Nb2O5纳米柱的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040080339A1 (en) * 2002-10-23 2004-04-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bus terminating function
CN101327946A (zh) * 2008-06-05 2008-12-24 中山大学 一种具有特殊形貌的微-纳颗粒及其制备方法与应用
CN101798115A (zh) * 2010-02-26 2010-08-11 中山大学 一种三元含氧酸盐化合物微-纳材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040080339A1 (en) * 2002-10-23 2004-04-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bus terminating function
CN101327946A (zh) * 2008-06-05 2008-12-24 中山大学 一种具有特殊形貌的微-纳颗粒及其制备方法与应用
CN101798115A (zh) * 2010-02-26 2010-08-11 中山大学 一种三元含氧酸盐化合物微-纳材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHOULIANG WU等: "Reduced graphene oxide anchored magnetic ZnFe2O4 nanoparticles with enhanced visible-light photocatalytic activity", 《RSC ADV.》, 22 December 2014 (2014-12-22), pages 9069 - 9074 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106629821A (zh) * 2016-09-12 2017-05-10 南京理工大学 一种亚微米羟基锡酸盐ZnSn(OH)6立方块的制备方法
CN107758726A (zh) * 2017-09-30 2018-03-06 南京理工大学 一种可用于深紫外极弱光探测高纯纳米结构ZnGa2O4的制备方法
CN107758726B (zh) * 2017-09-30 2019-10-18 南京理工大学 一种可用于深紫外极弱光探测高纯纳米结构ZnGa2O4的制备方法
CN109292821A (zh) * 2018-10-18 2019-02-01 合肥学院 一种单晶TT-Nb2O5纳米柱的制备方法
CN109292821B (zh) * 2018-10-18 2021-01-26 合肥学院 一种单晶TT-Nb2O5纳米柱的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Purwanto et al. NCA cathode material: Synthesis methods and performance enhancement efforts
Kim et al. Preparation of layered MnO2 via thermal decomposition of KMnO4 and its electrochemical characterizations
Nyman et al. Comparison of aqueous and non-aqueous soft-chemical syntheses of lithium niobate and lithium tantalate powders
López-Juárez et al. Fast synthesis of NaNbO3 and K0. 5Na0. 5NbO3 by microwave hydrothermal method
CN104528807A (zh) 多元氧化物纳米材料的制备方法
CN103754954B (zh) 一种钼酸亚铁纳米立方体的制备方法
Luo et al. Mild, quasireverse emulsion route to submicrometer lithium niobate hollow spheres
KR102639011B1 (ko) 저순도 출발 전구체를 사용한 전기도금 전이 금속 산화물
Wei et al. Electrochemical properties and electrochromic behaviors of the sol–gel derived tungsten trioxide thin films
Kumar et al. Hydrothermal synthesis of AgCrO2 delafossite in supercritical water: a new single-step process
Ji et al. Fundamentals, status and challenges of direct recycling technologies for lithium ion batteries
KR20200138238A (ko) 리튬 이온 배터리용 캐소드 물질의 제조 방법
CN105304864A (zh) 一种低硫的锰钴镍氢氧化物的制备处理方法
JP7094927B2 (ja) 線状多孔チタン酸リチウム材料及びその調製並びに製品
Baboo et al. Facile redox synthesis of layered LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 for rechargeable Li-ion batteries
Yu et al. Synthesis and nonlinear optical properties of single-crystalline KNb3O8 nanowires
WO2016030577A1 (en) Crystalline transition metal oxide particles and continuous method of producing the same
CN103409768B (zh) M相二氧化钒纳米粉体的制备方法
Vijayakumar et al. Structural characteristics and effective two photon absorption induced optical limiting behavior of Co2+ doped monoclinic LaPO4 nanostructures
JP5688656B2 (ja) 蛍光体微粒子、該蛍光体微粒子の製造方法、蛍光体薄膜及びｅｌデバイス
CN101768781B (zh) 一种微波溶剂热法制备Bi4-XLaXTi3O12铁电薄膜的方法
CN106241894A (zh) 一种纳米尖晶石型镍钴锰酸锂的制备方法
JP6110957B2 (ja) セラミック材料を調製するためのゾル−ゲル法
CN102491418B (zh) 哑铃状钒酸铋的制备方法
EP3710405A1 (de) Verfahren zur feststoffsynthese von metall-mischoxiden sowie oberflächenmodifikation dieser materialien und verwendung dieser materialien in batterien, insbesondere als kathodenmaterialien

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150422