[发明专利]一种基于樱花模板仿生制备氧化钴纳米颗粒材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种基于樱花模板仿生制备氧化钴纳米颗粒材料的方法。

背景技术

过渡金属氧化物具有优异的电化学性能，其中以Co₃O₄的性能尤为突出，它可以应用于磁性材料、催化材料、离子交换剂、储能材料及电极材料等。当作为电极材料使用时，主要应用于电催化、电分析、传感器、生物传感器及新能源材料等。目前，静电纺丝，水热合成，溶剂热和模板法等方法已经被应用于制备出纳米片、纳米颗粒、纳米花、纳米线及纳米多空球等不同形貌的Co₃O₄材料。因为过渡金属氧化物的尺寸、形状和结构直接决定着材料物理化学性能的优劣，所以该领域已经成为重点研究方向。目前，采用新方法低成本、简易制备不同形貌的Co₃O₄材料并研究其内在的构效关系，这仍然是该领域面临的挑战与机遇。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于樱花模板仿生制备氧化钴纳米颗粒材料的方法，用于解决常规模板价格昂贵，环境污染的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于樱花模板仿生制备氧化钴纳米颗粒材料的方法，包括以下步骤：

S1、将樱花花瓣分别用水和乙醇洗涤，再用盐酸浸渍，取出后干燥；

S2、将步骤S1干燥后的花瓣分散于乙醇和水的混合溶液中；

S3、将CoCl₂·6H₂O溶解于步骤S2制备的混合溶液中，将花瓣浸渍后从混合溶液中取出经多次洗涤后自然风干备用；

S4、将步骤S3制备的产物移入马弗炉中加热，保温后将模板去除。

具体的，步骤S1中，樱花花瓣为新鲜采摘，用去离子水洗涤5～7次，乙醇洗涤5～7次，盐酸浸渍后用乙醇洗涤1～3次，然后用去离子水洗涤至中性后干燥4～12h。

进一步的，步骤S1中，采用pH＝2～3的盐酸浸渍14～16h。

进一步的，干燥温度为40～50℃。

具体的，步骤S2中，花瓣与乙醇和水的比例关系为(9～27g)：(1～3L)：(5～15L)。

进一步的，水和乙醇的体积比为5:1。

具体的，步骤S3中，CoCl₂·6H₂O与混合溶液的比例关系为(1～3g)：(120～360ml)。

进一步的，步骤S3中，洗涤5～7次，浸渍时间为96～144h，CoCl₂·6H₂O为AR级，含量>99.0％。

具体的，步骤S4中，马弗炉的加热温度为600～650℃，保温时间为2～10h。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明基于樱花模板仿生制备Co₃O₄纳米颗粒材料的方法，先将樱花花瓣分别用水和乙醇洗涤，再用盐酸浸渍，取出后干燥；然后将干燥后的花瓣分散于乙醇和水的混合溶液中；再将CoCl₂·6H₂O溶解于制备的混合溶液中，浸渍后取出经多次洗涤后自然风干备用；最后将制备的产物移入马弗炉中加热，保温后将模板去除。

进一步的，步骤S1中，多次洗涤花瓣，有利于去除模板表面的尘埃，杂质以及有机附着物。以避免这些污染物及杂质对后续形貌复制产生不利的影响。

进一步的，将花瓣分散于乙醇和水的混合溶液中，可以使花瓣中细胞内的色素及有机物质溶出。

进一步的，步骤S3中，通过浸渍可以使Co²⁺进入到花瓣的表面及内部空腔内，并逐渐沉积下来。洗涤可以使未沉积下来、多余的或结合不牢固的Co²⁺被洗涤下来并除去。

进一步的，步骤S4中，将浸渍后的花瓣放入马弗炉中加热，可以使沉积在花瓣表面积内部孔道内的Co²⁺反应生成Co₃O₄。

综上所述，本发明以樱花花瓣作为模板，CoCl₂·6H₂O为原料，制备过程简单，便于大规模生产。樱花模板具有环境友好，价格低廉，易于获得的优点，可以解决常规模板价格昂贵，环境污染的问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明