[发明专利]一种β-型二氧化铅纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体地，是一种β-型二氧化铅纳米 颗粒及其制备方法。

背景技术

二氧化铅是用途广泛的强氧化剂和重要的电极材料，尤其在酸 性介质中表现出优良的化学稳定性，是铅酸蓄电池极板的基本组成 成分之一，在能源的转化、重复利用以及环境治理方面都有着广泛 的应用，其中又以四方晶系的β-型二氧化铅在导电性、耐腐蚀性等 方面比正交晶系的α-型二氧化铅的表现更为优异。二氧化铅纳米颗 粒由于尺寸小，比表面积大，表面原子配位不全并且表面的键态和 电子态与颗粒内部不同，因此其表面的活性位更多，能够表现出二 氧化铅块体材料所不具备的特性，具有高的转化效率和催化活性， 从而在电化学领域及催化领域具有更为广阔的应用前景。

但是目前有关二氧化铅纳米颗粒的研究并不多见，仅在中国专 利ZL02100264.9中公开过一种二氧化铅纳米晶的合成方法，该方 法主要是先将铅盐或氧化铅加入水中，然后向其中加入氢氧化钠， 调节溶液的pH值为9～14之间，再与氯气等氧化剂发生液相反应， 从而在60～200℃温度下获得β-型二氧化铅纳米晶。但是上述方法 的工艺较为复杂，并且二氧化铅纳米粉体的粒径和形貌无法控制， 不适合于大规模的工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β-型二氧化铅纳米颗粒及其方法， 该方法成本低廉、工艺简单，制备得到的β-型二氧化铅纳米颗粒的 粒径和形貌可以控制，并且具有更高的比表面积。

上述目的是通过如下技术方案实现的：以硝酸铅为原料，以一 定浓度的氢氧化钠水溶液作为反应介质，采用水热法，在较低的温 度条件下，通过加入适量的氧化剂和添加剂，大量制备出本发明的 β-型二氧化铅纳米颗粒。具体地，包括如下步骤：

(1)将0.1～0.5克硝酸铅溶于30～50毫升1M的氢氧化钠溶 液中，得到混合溶液I；

(2)向混合溶液I中依次加入0.1～0.3克添加剂和0.3～0.8 克氧化剂，得到混合溶液II；

(3)将混合溶液II装入密闭容器中，于80℃～180℃(优选 90℃～150℃)之间水浴反应6～24小时(优选8～16小时)，再冷 却至室温，得到混合溶液III；

(4)将混合溶液III在1500r/min的转速下离心10min，分离 得到的固体，再用大量的乙醇水溶液漂洗3次，50℃真空干燥2 小时，得到的粉末即β-型二氧化铅纳米颗粒；

所述步骤(2)中的添加剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、 聚丙烯酸，十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

所述步骤(2)中的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵 中的任意一种。

本发明方法的成本价廉，生产工艺极大地得到简化，加入的添 加剂能够吸附在纳米颗粒的表面，阻碍了颗粒的生长和团聚，实现 了纳米颗粒粒径和形貌的可控，制备得到的二氧化铅纳米颗粒具有 更大的比表面积，更高的转化效率和催化活性，因而在电化学领域 及催化领域中具有广泛的工业用途。

附图说明

图1为实施例1的β-型二氧化铅纳米颗粒的电镜(SEM)扫 描下的微观形貌图片。

图2为实施例2的β-型二氧化铅纳米颗粒的电镜(SEM)扫 描下的微观形貌图片。

图3为实施例3的β-型二氧化铅纳米颗粒的电镜(SEM)扫 描下的微观形貌图片。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知， 本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此 所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。

实施例1：

取0.4979g的硝酸铅溶解于50毫升1M的氢氧化钠溶液中， 搅拌下依次加入0.3g十二烷基苯磺酸钠和0.5406g过硫酸钠，在 密闭反应釜中于80℃水浴反应6小时，冷却至室温后将上述反应 产物在1500r/min的转速下离心10分钟，分离得到的固体，再用 大量的乙醇水溶液漂洗3次，50℃真空干燥2小时，所得粉末即为 二氧化铅纳米颗粒。

对本实施例的产物进行电镜扫描以观察其微观形貌，所得 SEM图片如图1所示。

实施例2：