[发明专利]一种纳米过渡金属氧化物粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米过渡金属氧化物粉体的制备方法，尤其是一种采用非传统溶剂体系制备纳米过渡金属氧化物粉体的方法。

背景技术

过渡金属氧化物具有优异的光学、电学、以及磁学等方面的性能，广泛应用于多种功能材料中。纳米过渡金属氧化物相比传统微米级氧化物具有更大比表面积，以及更加独特、优异的物理性能。

目前见于报道的制备过渡金属氧化物纳米粉体的方法主要是通过将过渡金属盐在表面活性剂中熔融来制备。专利号为CN1865150A的中国专利公开了一种纳米过渡金属氧化物粉体材料的制备方法。该专利将熔融过渡金属盐增溶于烃类组分和表面活性剂的混合物中，形成油包熔融盐的超增溶胶团，使胶团中的熔融盐与沉淀剂进行原位反应所生成的过渡金属氢氧化物被限制在胶团内，经过洗涤、烘干、培烧得到纳米过渡金属氧化物。该方法涉及复杂的沉淀、分离、洗涤、以及溶剂处理等过程，制备周期长，纳米粉体在干燥溶剂的过程中容易产生团聚，生产过程使用大量溶剂会对环境造成较大压力。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种纳米过渡金属氧化物粉体的制备方法。

本发明主要内容是采用丙烯酸酯类不饱和树脂单体作为溶剂体系取代传统溶剂，将过渡金属盐在该溶剂中溶解，通过固化不饱和树脂，得到含有过渡金属氧化物前驱体的块状固体，粉碎后高温煅烧，得到过渡金属氧化物纳米粉体。

本发明方法的具体步骤是：

步骤(1).将丙烯酸酯类不饱和树脂单体和光引发剂在60～80℃下搅拌混合均匀，得到混合液；混合液中光引发剂的质量含量为0.2～2.0﹪；

所述的丙烯酸酯类不饱和树脂单体为双酚A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯、二缩三乙二醇双甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6 -己二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基双酚二甲基丙烯酸酯或氨基甲酸乙酯中的一种或几种；

所述的光引发剂为艳佳固1173、艳佳固184、艳佳固2959、艳佳固907、艳佳固369、艳佳固819、艳佳固754或樟脑醌中的一种或者几种；

步骤(2).将过渡金属盐和丙烯酸类化合物加入到上述混合液中，搅拌10～30分钟，得到含有过渡金属氧化物前驱体的混合溶液；每10克含有过渡金属氧化物前驱体的混合溶液中含1～5克过渡金属盐、0～3克丙烯酸类化合物；

所述的过渡金属盐为硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、醋酸盐中的一种或者几种；其中过渡金属为铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌或锆；

所述的丙烯酸类化合物为丙烯酸、甲基丙烯酸的一种或者两种。

步骤(3).将上述含有过渡金属氧化物前驱体的混合溶液注入到模具中，采用蓝光或者紫外光固化，5～50W功率下光照60～240秒，得到过渡金属氧化物前驱体/聚丙烯酸酯复合固体材料。

步骤(4).将过渡金属氧化物前驱体/聚丙烯酸酯复合固体材料粉碎，粉碎1～5分钟，得到固体颗粒。     步骤(5).将上述固体颗粒在500～800℃、空气气氛下煅烧2～6小时，得到纳米过渡金属氧化物粉体。

本发明方法采用丙烯酸脂类不饱和树脂作为一种非传统溶剂体系来制备过渡金属氧化物纳米粉体，制备的纳米颗粒尺寸分布均匀，纳米颗粒轻微团聚，颗粒之间空隙尺寸均匀。该发明方法不使用传统有机溶剂，避免了溶剂处理，制备方法环境友好，工艺简单。 

附图说明

 图1为实施例1中制备的纳米二氧化锰氧化物粉体扫描电镜图 ；其中a为高倍率拍摄，b为低倍率拍摄。                        

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的分析。

实施例1

步骤(1).将4克双酚A-双甲基丙烯酸缩水甘油酯、6克二缩三乙二醇双甲基丙烯酸酯、0.05克艳佳固819在60℃下搅拌混合均匀，得到10.05克的混合液； 

步骤(2).将2.5克醋酸锰和1克丙烯酸加入到上述溶液中，搅拌10分钟，得到13.5g含有过渡金属氧化物前驱体的混合溶液； 

步骤(3).将含有过渡金属氧化物前驱体的混合溶液注入到模具中，采用50W蓝光照射60秒固化，得到过渡金属氧化物前驱体/聚丙烯酸酯复合固体材料；

步骤(4).将过渡金属氧化物前驱体/聚丙烯酸酯复合固体材料粉碎1分钟，得到固体颗粒。

步骤(5).将上述固体颗粒在800℃空气气氛下煅烧4小时，得到纳米二氧化锰氧化物粉体。