[发明专利]过渡金属金刚烷盐和氧化物纳米复合材料的合成

说明书

提供一种制备过渡金属金刚烷羧酸盐的方法。所述方法包括混合过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的金刚烷化合物以形成反应物混合物，其中M是过渡金属。此外，所述方法包括在反应温度下水热处理所述反应物混合物一段反应时间以形成所述过渡金属金刚烷羧酸盐。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月17日提交的美国临时申请序列号62/309,653的权益，其通过引用并入本申请。

技术领域

本说明书通常涉及过渡金属金刚烷盐、含有衍生自盐的过渡金属氧化物的纳米复合材料、包括盐或纳米复合材料的系统和方法以及包括盐或纳米复合材料的聚合物复合材料。

缩写

℃＝摄氏度

ACA＝1-金刚烷羧酸

AC＝金刚烷羧酸盐

cm＝厘米(10^-2米)

Co(x)-AC＝由Co²⁺与ACA摩尔比为x:1的反应物混合物制备的金刚烷羧酸钴

Co-AC＝金刚烷羧酸钴

Cu(x)-AC＝由Cu²⁺与ACA摩尔比为x:1的反应物混合物制备的金刚烷羧酸铜

Cu-AC＝金刚烷羧酸铜

EDX＝能量色散X射线

h＝小时

HRTEM＝高分辨率透射电子显微镜

IR＝红外线

LDH＝层状双氢氧化物

μm＝微米(10^-6米)

Ni(x)-AC＝由Ni²⁺与ACA摩尔比为x:1的反应物混合物制备的金刚烷羧酸镍

Ni-AC＝金刚烷羧酸镍

nm＝纳米(10^-9米)

PXRD＝粉末X射线衍射

SEM＝扫描电子显微镜

TEM＝透射电子显微镜

TGA＝热重分析

TMO＝过渡金属氧化物

重量％＝重量百分比

背景技术

过渡金属氧化物(TMO)是一类广泛研究的氧化物，具有不同的电子、光学、磁性、化学和机械性能。通常，TMO是通过高温固态合成方法制备的。高温固态合成可能是麻烦的，特别是在控制所得TMO的尺寸和形状方面，并且通常会导致由反应物的扩散长度屏障引起的杂质。因此，非常需要能够提供稳定或可分散的TMO材料和TMO材料复合物，并且能够控制TMO材料的尺寸和形状的合成方法。对包括TMO材料的系统、方法以及复合材料存在进一步的持续需求。

发明内容

根据一些实施例，提供了一种过渡金属金刚烷羧酸盐的制备方法。所述方法包括将过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的金刚烷化合物混合以形成反应物混合物，其中M是过渡金属，并且在反应温度下将所述反应物混合物水热处理一段反应时间以形成所述过渡金属金刚烷羧酸盐。

根据进一步的实施例，提供了一种纳米复合材料的制备方法。所述方法包括热分解过渡金属金刚烷羧酸盐以形成所述纳米复合材料。