[发明专利]三维架构化功能材料的制备方法

权利要求书

1.一种三维架构化功能材料的制备方法，其特征在于，包括：

对模板表面进行化学修饰；

进行水热法反应，制成三维架构化功能材料；

其中，对模板表面进行化学修饰的方法包括采用稀土元素离子对模板表面进行处理，在该模板表面形成含氧官能团，并吸附一层该稀土元素离子；

继续用碱液对该模板进行处理，从而将吸附在该模板表面的稀土元素离子转化为稀土元素氧化物纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应温度为80-110℃；优选地，所述水热反应说用生长溶液可选自以下任一种：

1)：0.1g硝酸铈(III)，0.1g尿素，20mL去离子水；

2)：0.2g Pluronic P123，13mL无水乙醇，0.2-0.4g六氯化钨；

3)：0.1g硝酸镍，0.1g尿素，20mL去离子水；

4)：0.1g硝酸铁(III)，0.1g尿素，20mL去离子水。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，通过水热法反应在所述模板表面上生长的功能材料包括但不限于：CeO₂纳米颗粒、Au纳米颗粒、Ni(OH)₂纳米线、FeOOH纳米片、WO₃纳米片。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述稀土元素选自镧、铈或钕，优选为铈，进一步优选为Ce⁴⁺。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，是以所述稀土元素的硝酸铵盐溶液对所述模板表面进行处理；

优选地，所述稀土元素的硝酸铵盐溶液的浓度为0.05-0.2mol/L；

进一步优选地，所述稀土元素的硝酸铵盐溶液为硝酸铈铵溶液，浓度更优选为0.1mol/L。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述模板选自昆虫翅膀、碳纸、泡沫镍或硅藻土；优选地，所述昆虫包括蝴蝶、蜻蜓、蛾类。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述模板事先经过脱矿处理，和/或经清洗模板表面吸附的有机物或者氧化物处理。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用0.1mol/L硝酸铈铵溶液对模板表面进行处理，模板处理时间如下：

蝶翅5-15分钟，优选10-15分钟；

碳纸15-120分钟，优选15-30分钟；

泡沫镍10-25分钟，优选10-15分钟。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将模板泡沫镍、碳纸、蝶翅分别浸泡于0.1mol/L硝酸铈铵溶液中一定时间，取出后使用去离子水清洗干净；

当所述模板为泡沫镍时，浸泡时间为10-25分钟；

当所述模板为碳纸时，浸泡时间为15-120分钟；

当所述模板为蝶翅时，浸泡时间为5-15分钟；

2)将步骤1)洗净后的模板浸泡于0.1mol/L NaOH溶液中5分钟。

10.权利要求1-9任一项所述方法制备的三维架构化功能材料。