[发明专利]一种超薄Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O纳米片胶状产品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴基超薄纳米片材料的制备方法。

背景技术

钴氧化物(例如Co₃O₄)在电池、催化剂、传感器、电致变色以及场发射领域有着广泛的应用价值，因此开发性能先进、价格低廉的钴氧化物或其前驱体具有重大意义。

Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O是一种重要的钴基材料之一，可用作制备各种钴氧化物的前驱体。然而目前所报道的Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O产品的制备方法存在如下不足：首先，制备方法较为单一，产品类型较少；其次，制备工艺较为复杂，制备成本较高；再者，所制备的Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O产品的颗粒尺寸较大，比表面积较低。以上几点限制了该产品产业化进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，成本低，所得产品纯度高，厚度均匀，具有很高表面积的超薄Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O纳米片胶状产品的制备方法。

本发明的技术方案具体如下：

一、原料

本发明的原料主要包括：金属钴、碳酸盐及强碱溶液。其中，金属钴为单质的粉体、颗粒或薄膜；碳酸盐为溶于水的碳酸盐，如碳酸钾，碳酸钠及碳酸锂；强碱溶液为氢氧化钾、氢氧化钠及氢氧化锂。

二、制备方法

1、将按化学计量比过量的金属钴和碳酸盐加入到pH大于10的碱性溶液中，在室温条件下静置10天以上，制备出含钴的过饱和溶液。最好碳酸盐的金属离子与碱性溶液的金属离子相同。

2、将含钴的过饱和溶液与去离子水按大于1:2的体积比混合，即可得到絮状沉淀物。

3、将所得絮状沉淀物离心或过滤分离，再将该絮状沉淀物进行洗涤，先后用去离子水及乙醇、乙二醇或丙酮等中的一种或多种洗涤并离心或过滤分离，然后保存在有机溶剂中，如甲醇、乙醇、乙二醇或丙酮等有机溶剂中的一种或多种，即得到超薄Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O纳米片胶状产品。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明所制备的Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O产品的精细结构为超薄纳米片结构，产品纯度高，厚度均匀，具有很高的表面积。

2、该制备方法工艺简单，条件温和，易于操作，生产价格低、周期短，适合工业化大生产。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的产品的实物照片图。

图2为本发明实施例1得到的产品的XRD图。

图3为本发明实施例1得到的产品电子扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1

首先，将5g金属单质钴粉和10g的K₂CO₃加入到体积为1L的0.1mol/L KOH pH大于10溶液中，通过静置法制备出含钴的过饱和溶液；然后将过饱和溶液与去离子水按1:5体积比均匀混合，从而得到絮状沉淀物；将所得絮状沉淀物进行离心，并将离心得到的沉淀物先后用去离子水、乙醇洗涤数次后，用乙醇保存产品，即得到超薄Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O纳米片胶状产品。该产品的实物照片图如图1所示。图2为实施例1得到的产品的XRD图，与国际上通用的XRD标准卡片对比，可知所制备的产品为Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O。图3为本发明实施例1得到的产品电子扫描电镜图，通过该图可以看到，所制备的产品为超薄的纳米片结构。

实施例2