[发明专利]一种基于AlOOH纳米片的0D/2D复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明属于纳米材料的制备技术领域，公开了一种基于AlOOH纳米片的0D/2D复合材料的制备方法，利用水热法制备出海胆状氧化铜‑勃姆石（CuO/AlOOH）纳米复合材料；以二水合氯化铜和六水合氯化铝为原料，尿素为沉淀剂，去离子水为溶剂，在特定温度的条件下进行恒温反应，通过离心分离、洗样、干燥后制得均匀分散海胆状CuO/AlOOH纳米材料。本发明制得的0D/2D纳米复合材料通过吸附和氢化两个过程高效催化硼氢化钠还原对硝基苯酚。本发明制备工艺简单，周期短，成本低廉，可大规模工业化生产，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种基于AlOOH纳米片的0D/2D复合材料的制备方法及应用。

背景技术

零维(0D)纳米材料也称为量子点，因具有超细的尺寸(10nm)、表面积大、电荷迁移速率快、独特的光学特性以及优异的催化性能，是一种具有广阔应用前景的催化剂。但是要实现零维(0D)纳米材料良好的分散性避免其内在聚集仍然是一个巨大的挑战，这也限制着零维(0D)纳米材料在催化领域的实际应用。为此，寻找一种有效的支撑材料与其复合，既能保持0D纳米材料大的表面积和其优异的特性，又能解决以上难题，成为目前的研究热点。

超薄二维(2D)纳米材料仅具有一个或几个原子的厚度(通常小于5nm)，显示出不同寻常的机械，光学和电子特性，既是基础研究的理想低维系统，也是设计组装的基本构件。超薄二维(2D)纳米材料还可以实现与异类材料的定向自组装，以及分子级别的精确调控，故是0D纳米材料的有效支撑结构。勃姆石(AlOOH)是一种经典的2D材料，因其具有良好的性能，如高的热和化学稳定性，环境友好性，低成本和低毒性而备受关注，在许多领域具有重要的应用，包括吸附剂，复合材料和催化剂。故选用AlOOH作为0D纳米颗粒的载体。

0D/2D纳米材料的复合已证明是一种行之有效的策略，目前报道得最多的复合方法是：在2D纳米材料的基础上再负载0D纳米颗粒，由于0D纳米粒子在溶剂中易团聚，故将制备高度分散的0D/2D纳米复合材料仍是一种挑战。因此，设计一种工艺简单，原位同步合成高分散的0D/2D纳米材料的制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有0D/2D纳米复合材料制备方法及纳米颗粒分散性不足的问题，提供了一种工艺简单，原位同步制备高分散的0D/2D纳米复合材料的绿色合成方法。本发明通过一步水热合成，自组装形成形貌均一、尺寸可控、纳米颗粒高度分散的CuO/AlOOH纳米复合材料。所制得的CuO/AlOOH纳米复合材料具有优异的催化性能，成本低廉，方法简单，提供了形貌尺寸可控的制备方法，具有良好的经济效益和环境效益，并且可以进行大规模生产应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于AlOOH纳米片的0D/2D复合材料的制备方法，包括以下原料：二水合氯化铜(CuCl₂·2H₂O)、六水合氯化铝(AlCl₃·6H₂O)、尿素(CH₄N₂O)。

一种基于AlOOH纳米片的0D/2D复合材料的制备方法：将二水合氯化铜、六水合氯化铝以及沉淀剂尿素在去离子水中混合溶解，制成均匀分散的反应前驱液；然后将反应前驱液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，并在干燥箱中进行恒温反应；反应结束后，经冷却、离心分离、洗涤、干燥直至水分完全挥发，获得白色固态粉末状尺寸均匀高度分散的CuO/AlOOH纳米复合材料。

所述尺寸均匀高度分散的CuO/AlOOH纳米复合材料，具体包括以下步骤：

(1)将二价铜盐、三价铝盐以及沉淀剂加入去离子水中，充分混合溶解，制成均匀分散的反应前驱液；

(2)然后将反应前驱液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，并在干燥箱中进行恒温反应；