[发明专利]尺寸和形貌可控的某些两性金属氧化物及其金属纳米管的制备方法

摘要

本发明专属一维纳米结构材料的制备方法。此方法利用两性金属氢氧化物在过量碱存在下可以形成配位阴离子，在表面活性剂“软模板”的作用下，经直接水热处理或利用氧化还原反应，制备两性金属氧化物及其金属纳米管，例如ZnO，CuO，Al2O3，PbO2，SnO2及其相应金属等。其中作为软模板的表面活性剂如十六烷基三甲基溴化胺、聚乙二醇等各种结构类型的两亲分子或它们中的两种的组合体。此过程操作简单，纳米管尺寸容易控制，管外径为5－10nm，内径为3－8nm，管长可达几百纳米，纳米管的直径与壁厚均匀，纳米管收率可达60％－95％，是一种高收率、低成本的具有产业化前景的制备方法。

主权项

1.一种尺寸和形貌可控的某些两性金属氧化物及其金属纳米管的制备方法，其特征在于采用常规和水热相结合的技术，直接进行水热反应，或者利用简单的氧化还原反应，就可以得到目的产物，纳米管的形貌是借助于软模板的作用来实现的，室温下将一定量的金属(如Zn、Hg、Cd、Al、Ga、In、Pb、Cu、Sn、Cr)的硝酸盐溶于定量的去离子水中，其摩尔配比为1∶300，然后，将此溶液逐滴加入1-3M的碱性溶液中(碱性溶液的浓度取决于所选的金属，硝酸盐溶液与碱性溶液的体积比为1∶20-30)，充分搅拌后，加入一定量的表面活性剂(表面活性剂与金属硝酸盐的摩尔配比为3∶1)，在30-70℃温度范围内充分搅拌直至表面活性剂完全溶解，得到澄清透明的溶液，然后向此溶液中加入定量的氧化剂或者还原剂，充分搅拌得到均相溶液，反应温度范围是30-80℃，反应时间为1-5小时，或者是将上述得到的均相溶液放入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，密封，放入烘箱中，反应温度范围是100-200℃，反应时间是5-8小时，反应完毕后，离心分离出沉淀，用无水乙醇和去离子水反复洗涤，使表面活性剂和其它无机离子彻底除去，然后再离心分离出沉淀，在室温真空条件下干燥即得到目的产物，选择的软模板是各种结构类型的表面活性剂，如：长链硫酸盐CnH2n+1OSO3Na(n＝12，14，16)、长链磷酸盐CnH2n+1OPO3H2(n＝12，14，16)、伯胺CnH2n+1NH2(n＝12，16，18)、季铵盐阳离子表面活性剂C16TMABr(十六烷基三甲基溴化胺，TMA＝三甲基)、AOT(AOT＝[2一乙基己基]磺基琥珀酸钠)、AEO-9(AEO-9＝聚脂肪醇聚氧乙烯醚)、PEG(PEG＝聚乙二醇)等，可以是它们中的一种，也可以是两种混合使用。