[发明专利]一种椭球型Fe2O3/NiO纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料的生产领域，具体来说，本发明涉及一种一种椭球型Fe₂O₃/NiO纳米复合材料的制备方法。

背景技术

氧化铁是一种n型半导体，具有较好的耐热性、耐光性、磁性、耐腐蚀性，并且无毒、分散性好、色泽鲜艳、对紫外光的屏蔽性好，因此有着广泛的应用。纳米氧化铁具有纳米材料的基本特性，例如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米氧化铁的应用范围很广，例如涂料、皮革、电子、磁性记录材料，传感器等。纳米氧化铁具有半导体特性，其导电对温度、湿度、气体等都比较敏感，是一种很有发展潜力的敏感材料。现阶段已经制备出不同形貌的纳米氧化铁，去纳米球、纳米棒、纳米线、纳米管、纳米环、纳米带、立方体和椭球体。其中，椭球体氧化铁形貌较为新颖，相对研究较少，值得深入探究。叶兴福等（叶兴福, 江林, 戴曛晔.椭球形粒径可控α-Fe₂O₃纳米颗粒的制备方法[P].中国专利: CN201210507407.4）制备出一种椭球形粒径可控的α-Fe₂O₃纳米材料，有望实现工业化。

NiO是一种催化作用较好的氧化催化剂，对还原气体具有活化作用，并对还原气体的氧化起催化作用。在有机物的分解、合成、转化过程中，如汽油氢化裂化，石化处理中烃类转化，制取氯代甲烷，氢化精炼原油，重油氢化过程中，NiO是良好的催化剂。纳米氧化镍具有良好的催化性能及在各种材料中的加工性能。它是一类广泛应用于电池电极、催化剂、磁性材料与陶瓷着色料等领域的重要无机材料，纳米氧化镍还可以提高催化剂效率和传感器灵敏度等。纳米级NiO具有更好的性能使其在催化剂、玻璃、陶瓷、电极、涂料、气敏元件、电子元件及其它功能材料方面的应用领域将不断扩大和优化。谷长栋等（谷长栋, 葛翔, 王秀丽, 涂江平.一种用于超级电容器电极材料的纳米氧化镍的制备方法及其制备的纳米氧化镍[P].中国专利: CN201310326357.4）研究制备出一种纳米氧化镍，可应用于超级电容器。

发明内容

本发明在于提供一种椭球型Fe₂O₃/NiO纳米复合材料的制备方法。本方法成本低廉，工艺简单，无污染。

本发明的技术方案是：将一定量的氢氧化钠溶液滴加到氯化铁溶液中，再加入草酸溶液，采用水热法制备出椭球型Fe₂O₃纳米材料；将椭球型氧化铁分散于去离子水中，加入六水合硝酸镍，六次甲基四胺以及柠檬酸三钠，水浴加热、煅烧后即可制备出椭球型Fe₂O₃/NiO纳米复合材料。具体的实施方案如下：

（1）将FeCl₃·6H₂O溶解到8 ml水中形成溶液，向溶液中滴加4 ml NaOH溶液，然后加入2 ml草酸溶液，其中NaOH的浓度为1-2 mol/L，FeCl₃·6H₂O的浓度为0.5-1 mol/L，草酸的浓度为0.5-1 mol/L，且控制FeCl₃·6H₂O与NaOH的摩尔比为1:(1-2)，FeCl₃·6H₂O与草酸的摩尔比为(2-10):1；

（2）将步骤（1）所得混合溶液搅拌15 min，然后在100-200 ℃下水热反应12小时，将反应后的沉淀离心、洗涤、干燥，即得椭球型Fe₂O₃；

（3）将步骤（2）所得的Fe₂O₃分散于40 mL去离子水中，加入一定量的六水合硝酸镍，六次甲基四胺和柠檬酸钠，将所得混合液置于50-100 ℃水浴中保温6 h，将反应后的产物用去离子水和乙醇进行多次洗涤，60 ℃干燥6 h，其中，六水合硝酸镍的浓度为0.01-0.03 mol/L，六次甲基四胺的浓度为0.01-0.03 mol/L，柠檬酸三钠的浓度为0.001-0.003 mol/L，且控制六水合硝酸镍与Fe₂O₃的摩尔比为(0.5-2):1，控制六水合硝酸镍与六次甲基四胺的摩尔比为1:(1-2)，控制六水合硝酸镍与柠檬酸三钠的摩尔比为(5-10):1；