[发明专利]一种面具状多孔NiO纳米化合物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体地说，涉及一种面具状多孔NiO纳米化合物材料及其制备方法。

背景技术

氧化镍(NiO)是一种很有前景的无机纳米材料，因其具有良好的电荷迁移率、制备容易以及具有良好的铁磁性等特点被广泛的应用于超级电容器、生物传感、太阳能电池以及发光二极管等光伏器件领域。

目前针对氧化镍的的备形貌主要包括球状、花状、海胆状以及片层形貌等。这些形貌的纳米NiO因制备过程复杂，过程难以控制，且结构均一性不良等缺点而不能大面积生产利用。基于此，科研人员一直从事具有特殊形貌和性能的NiO研究：例如，Wang等制备了一种NiO纳米线并将其应用到了气体感应器件获得了良好的性能(Journal of Mater Chem,2012,22 8327-8335)；Pan等制备了一种NiO纳米碳管并对其进行了电化学和磁性能研究(Chem Commun,2009,07542-7544)。即便科学家在一直尝试不同的制备方法合成各种类型的纳米NiO，然而，高度有序的无机纳米NiO的合成仍然是一项非常艰巨的挑战，传统的NiO纳米片制备过程复杂，结构单一，均一性不好。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种面具状多孔NiO纳米化合物材料及其制备方法，通过两步法合成面具状NiO纳米片，得到的NiO纳米片尺寸均一；制备使用的溶剂为去离子水，环境友好，无污染；使用的设备简单，操作容易，前驱物可以在高压反应釜中原位生长。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种面具状多孔NiO纳米化合物材料制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将NiCl₂和氨水溶液按照比例缓慢加入到溶剂中并搅拌，使其充分溶解，得到混合溶液；

步骤S2，将混合溶液倒入高压反应釜中加热后，自然冷却到室温，将反应后的混合物离心、过滤，再由清洗剂清洗得到蓝色的Ni(OH)₂沉淀；

步骤S3，将Ni(OH)₂沉淀置于马弗炉中分解，得到黑色粉末状NiO纳米片。

进一步地，所述步骤S1中NiCl₂和氨水的摩尔比为1:1～1:3。

进一步地，所述NiCl₂和氨水的摩尔比为1:2。

进一步地，所述步骤S2中高压反应釜的反应条件为100-130℃高温反应10h。

进一步地，所述高压反应釜的反应温度为110℃。

进一步地，所述步骤S2中高压反应釜由聚四氟乙烯封口。

进一步地，所述步骤S3中马弗炉的分解温度为450-550℃。

进一步地，所述马弗炉的分解温度为500℃。

进一步地，所述溶剂为去离子水，清洗剂为去离子水。

进一步地，NiO纳米片为面具状多孔六方相晶体，片层结构尺寸为30-50nm。

一种面具状多孔NiO纳米化合物材料，由上述面具状多孔NiO纳米化合物材料制备方法制备而成。

具体而言，将NiCl₂和氨水溶液(摩尔比为1:1-1:3)缓慢加入到去离子水中并搅拌，使其充分溶解；然后将该混合溶液倒入聚四氟乙烯封口的高压反应釜(80-100mL)中并加热(100-130℃)10h，等到反应釜自然冷却到室温，将反应后的混合物离心过滤，并用去离子水清洗数次得到蓝色的Ni(OH)₂沉淀；将该蓝色Ni(OH)₂沉淀置于马弗炉中，于450-550℃条件下分解得到黑色粉末即为NiO纳米片。

由上述方法制备所得的NiO纳米片，结构为高度有序的面具状多孔纳米片晶，纳米片的尺寸为30-50nm。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明通过两步法合成面具状NiO纳米片，得到的NiO纳米片尺寸均一；制备使用的溶剂为去离子水，环境友好，无污染；使用的设备简单，操作容易，前驱物可以在高压反应釜中原位生长。该纳米片将在光电领域、超级电容器、生物传感、能量存储等诸多领域具有应用价值。

本发明制备过程容易，使用设备简单，无污染，且能够宏量生产。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明