[发明专利]一种富氨凹面普鲁士蓝材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种种富氨凹面普鲁士蓝材料及制备方法，通过水热法，以铁氰化钾(K₃[Fe(CN)₆])为原料，氟化盐作为结构导向剂，在无有机添加剂的条件下，一步法合成出六个面层层下凹的具有分级结构的富氨普鲁士蓝材料(K_x(NH₄)_yFe[Fe(CN)₆])。本发明的特点在于，反应时间短，制备工艺简单，即通过一步法就可以得到具有凹面结构且晶格内嵌入大量氨的普鲁士蓝材料的产物，产物具有很高的结晶度，且纯度较高，形貌和尺寸非常规整。

技术领域

本发明属于普鲁士蓝材料及制备方法，涉及一种富氨凹面普鲁士蓝材料及制备方法。

背景技术

凹面结构纳米材料，顾名思义即为晶体形状偏离凸多面体(如立方块、八面体、十二面体等等)的非凸结构纳米材料。凹面结构的纳米材料因为具有负的曲率，且在表面具有高密度的原子台阶和扭结原子，相对较高的比表面积，从而在很多反应过程中表现出非常高的反应活性，进而在多相催化、能量转换、气体传感、光学传感等方面引起强烈关注(CrystEngComm,2016,18,1752–1759；Chemical Society Reviews,2011,40,4167–4185)。

然而当晶体表面能过高时，该类结构在热动力学上是非常不稳定的，会在晶体的生长过程中就会消失，因此制备出具有高指数晶面的晶体还是非常有挑战的。与此同时，国内外关于过渡族元素的凹面结构材料的报道非常少，该类材料的制备工艺仍处于萌芽阶段(Nanoscale,2014,6,7199–7203；Journal of America Chemical Society,2011,133,6078–6089)。同时富氨类型金属有机骨架材料本身就可作为一种很好的电极材料，同时还可用于制备氮掺杂金属氧化物或金属碳化物，因此提供一种富氨凹面普鲁士蓝材料的制备方法是非常有意义的。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种富氨凹面普鲁士蓝材料及制备方法。所要解决的问题是提供一种快速制备高结晶度，具有凹面结构且富氨的普鲁士蓝材料的方法。针对目前有关过渡族元素凹面结构材料制备的报道非常少，且制备出的凹面结构形貌并不是非常显著。本发明通过水热法，简单便捷，可短时间内制备出大规模形貌和尺寸统一，凹面结构非常显著的富氨普鲁士蓝材料。

技术方案

一种富氨凹面普鲁士蓝材料，其特征在于：以铁氰化钾K₃[Fe(CN)₆]为原料，氟化盐作为结构导向剂，合成出六个面层层下凹的具有分级结构的富氨普鲁士蓝材料为K_x(NH₄)_yFe[Fe(CN)₆]；其中：0﹤x﹤2,0﹤y﹤2。

所述氟化盐为氟化锂LiF，氟化钠NaF或氟化钾KF中的一种或多种。

一种所述富氨凹面普鲁士蓝材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：室温下，将4.61～18.4374g的K₃[Fe(CN)₆]溶解于70ml去离子水中；

步骤2：在持续搅拌下，按照反应物中Fe³⁺:F^-的摩尔比1︰0.2～2向溶液中加入氟化盐，并持续搅拌至氟化盐添加剂完全溶解；

步骤3：将溶液转移至反应釜中，在140～220℃温度下水热3～24小时；

步骤4：离心处理水热后的反应液，并用去离子水洗涤，并于60～120℃内烘干，得到富氨凹面普鲁士蓝材料；

所述各物质的用量为每份的用量。