[发明专利]一种铜基复合金属氧化物中空微球、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种铜基复合金属氧化物中空微球，其特征在于，所述中空微球由氧化铜壳层和镶嵌在壳层上的金属M的氧化物小球构成，所述金属M为过渡金属元素。

2.根据权利要求1所述的中空微球，其特征在于，所述金属M包括Ce、Zn、Co、Mn、Fe或Ni中任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述中空微球中铜和金属M的摩尔比为(1～100):1，优选(10～100):1；

优选地，所述氧化铜壳层由内而外依次为：空心腔、无序排列的纳米颗粒、纳米颗粒组装而成的纳米棒和多孔纳米片；

优选地，所述金属M的氧化物小球由金属M氧化物的纳米颗粒组装而成。

3.根据权利要求2所述的中空微球，其特征在于，所述空心腔的直径为1～6μm；

优选地，所述无序排列的纳米颗粒的粒径为20～100nm；

优选地，所述纳米棒的长度为100～300nm，宽度为50～150nm；

优选地，所述多孔纳米片的厚度为10～100nm；

优选地，所述金属M的氧化物小球的粒径为100～600nm；

优选地，所述金属M氧化物的纳米颗粒的粒径为5～20nm；

优选地，所述中空微球为多孔结构，所述中空微球的粒径为2～8μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述中空微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)向铜前驱体和金属M前驱体混合溶液中加入碱液，得到悬浊液；

(2)将步骤(1)得到的悬浊液进行水热反应，所得产物固液分离，得到固体产物；

(3)将步骤(2)得到的固体产物焙烧处理，得到铜基复合金属氧化物中空微球。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合溶液中，铜离子与金属M离子的摩尔比为(1～100):1，优选(10～100):1；

优选地，步骤(1)所述混合溶液中，铜离子的浓度为0.05～0.4mol/L；

优选地，步骤(1)所述铜前驱体为可溶性铜盐，金属M前驱体为可溶性金属M盐；

优选地，所述可溶性铜盐选自硝酸铜、醋酸铜、氯化铜、硫酸铜或溴化铜中的任意一种或至少两种的组合，优选为硝酸铜；

优选地，所述可溶性金属M盐选自金属M的硝酸盐、醋酸盐、氯化盐、硫酸盐或溴化盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为金属M的硝酸盐。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碱液包括碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、尿素溶液或氢氧化钠溶液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述碱液的浓度为0.1～4mol/L；

优选地，步骤(1)所述碱液与混合溶液的体积比为1:3～3:1；

优选地，步骤(1)所述碱液的加入方式为滴加；

优选地，步骤(1)所述碱液在搅拌条件下加入；

优选地，所述搅拌的速率为400～1200r/min。

7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的温度为60～180℃，优选为120℃；

优选地，步骤(2)所述水热反应的时间为0.5～24h，优选为12h；

优选地，步骤(2)所述水热反应在水热反应釜内进行；

优选地，所述水热反应釜的容积为100～1000mL；

优选地，所述水热反应釜的内衬为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述固液分离后，洗涤、干燥，得到固体产物；

优选地，所述干燥的温度为60～200℃；

优选地，所述干燥的时间为6～20h。

9.根据权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述焙烧的温度为200～800℃；

优选地，步骤(3)所述焙烧的时间为2～24h。

10.根据权利要求1-3任一项所述的中空微球的用途，其特征在于，所述中空微球用作有机硅单体合成反应的催化剂；

优选地，所述中空微球用作二甲基二氯硅烷选择性合成的催化剂。