[发明专利]一类基于FexOy的无机纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类无机纳米复合材料及其制备方法，尤其是涉及一类基于Fe_xO_y的无机纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，纳米材料因其独特的光、电、声、热和磁等性质和在生物医药、环境治理、和工业催化等领域诱人的的应用前景，发展迅速。纳米复合材料是两种或两种以上的纳米材料的复合体，这类复合材料不仅具有纳米材料的特性，还可以实现不同材料的性质和功能的集成，赋予了纳米材料新的功能，拓宽了纳米材料的应用空间。基于FeOx的纳米复合材料因其磁学性质、催化性质、光学性质受到越来越多的关注。例如，Fe₃O₄与半导体量子点CdS的复合可实现磁学性质和荧光性质的集成；又如，Fe₃O₄与TiO₂等催化剂的复合可实现催化反应结束后催化剂的方便磁回收和循环使用。

基于纳米复合材料的广阔应用前景，纳米复合材料的制备受到越来越多的关注。目前制备基于FeO_x的纳米复合材料的方案主要为如下三种：（1）以刚性载体（C，SiO₂，聚合物）作为FeO_x和另一纳米材料的共同载体实现二者的有效复合。例如，新加坡南洋理工大学的杨艳辉等人，利用常压高温热反应和溶剂热过程先后将Fe₃O₄和Pt负载到还原氧化石墨烯（rGO）上，得到了双功能的rGO无机纳米复合材料；（2）以多功能柔性有机分子为偶联剂，实现FeO_x与另一无机纳米材料的复合。例如，我们曾利用聚丙烯酸的偶联作用实现了铁酸盐与金属、氧化物、硫化物和氟化物等的有效复合（专利申请号：）；（3）刚性载体与多功能柔性有机分子的共同作用，实现FeO_x与另一无机纳米复合材料的制备方法。例如，SiO₂和硅烷偶联剂（Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,4789–4793）以及C和含羧酸的有机分子（J.Phys.Chem.C,2008,112,472-475）是最常见的刚性载体和柔性有机分子联合使用的例子。（4）利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）、浸渍和原位氧化-还原反应等过程实现FeO_x与另一组分的直接复合。例如，北京化工大学的刘俊峰等人，先后通过水热、浸渍和煅烧等过程得到了海胆形貌的Ag-α-Fe₂O₃复合纳米材料（J.Mater.Chem.,2012,22,7232-7238）；孙守恒等人则利用高温热分解法制备了FeO，并对其表面进行部分氧化，得到了核壳结构的FeO/Fe₃O₄纳米复合材料。目前，虽然出现了很多制备基于FeO_x的无机纳米复合材料的方法，但复合纳米材料的类型仍然较贫乏，普适的制备纳米复合材料的方法少，且同一种方法制得的复合材料的形貌多为单一的一种。开发普适的方法制备不同组成和不同相貌的复合纳米材料，仍存在一定的挑战性。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一类基于Fe_xO_y的无机纳米复合材料。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一类基于Fe_xO_y的无机纳米复合材料的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明一类基于Fe_xO_y的无机纳米复合材料,分子式为Fe_xO_y/M；其中x为2，y为3；或x为3，y为4；其中M为NiO、BiFeO₃、La(OH)₃、Cd(OH)₂、CuO、FeOOH中的一种或两种的混合物。

为解决上述第二个技术问题，本发明一类基于Fe_xO_y的无机纳米复合材料的制备方法，

包括如下步骤：

将0.05-5mmol金属盐加入到12-40ml去离子水中，搅拌至完全溶解；