[发明专利]一种无包覆纳米金属氧化物粉体的制备方法

摘要

本发明为一种无包覆纳米金属氧化物粉体的制备方法。该方法是以铁、铈、锆等金属的可溶盐和常用碱为原料，以含可脱羧基团的羧烷基砜化合物为表面活性剂，采用微乳液法或溶胶－凝胶法制备了不同尺寸范围的表面活性剂包覆纳米超细颗粒，然后在高沸点有机溶剂中回流或在氮气保护下，较低温度通过脱羧反应，除去有机包覆物，制得无包覆纳米金属氧化物粉体。本方法解决了目前利用表面活性剂制备无包覆纳米粉体，需较高温度煅烧而使粉体严重团聚、长大、影响纳米颗粒的结构尺寸及均一性等缺点，具有煅烧温度相对较低、颗粒尺寸分布窄、粉体无明显团聚等优点。

主权项

1.一种无包覆纳米金属氧化物粉体的制备方法，其特征在于该方法是以铁、铈、锆、镧、钴、镍或钛金属的可溶硫酸盐、硝酸盐或氯化物和氢氧化钠或氢氧化钾为原料，以含可脱羧基团的烷基羧烷基砜化合物为表面活性剂，首先通过微乳液法或溶胶-凝胶法得到表面活性剂包覆的纳米金属氧化物颗粒，然后在高沸点有机溶剂四氢化萘或十氢化萘中回流或在氮气保护下，于400℃煅烧除去烷基羧烷基砜包覆物，得到6-37nm无包覆纳米金属氧化物粉体；不同的制备方法和步骤如下：(1)在溶有长链烷基羧烷基砜的甲苯或二甲苯有机溶剂中，加入0.02-1mol/L的上述金属盐溶液，搅拌分散后，再加入0.02-1mol/L的碱溶液，反应完全后，油水分离，油层在蒸去大部分有机溶剂后，加入过量的甲醇、乙醇或丙酮，促使沉淀产生，得到被烷基羧烷基砜表面活性剂包覆的纳米金属氧化物颗粒；然后，在氮气保护下于400℃煅烧1小时，即得无包覆的纳米金属氧化物超细粉体；或将包覆的纳米金属氧化物颗粒按1∶20-1∶60g/mL的比例再分散到四氢化萘或十氢化萘中，然后回流1-3小时，离心分离或过滤，洗涤，干燥，在空气中或氮气保护下400℃煅烧1小时，可得无包覆的纳米金属氧化物粉体；(2)将长链烷基羧烷基砜溶于高沸点溶剂四氢化萘或十氢化萘中，与上述金属盐溶液和碱溶液反应后，所得油层直接加热回流1～3小时，然后过滤，洗涤，干燥，在空气中或氮气保护下400℃煅烧1小时，可得无包覆的纳米金属氧化物粉体；(3)在溶有烷基羧烷基砜的甲醇或乙醇中加入上述可溶性金属盐，溶解后，剧烈搅拌下快速加入氨水，继续搅拌15-30分钟，过滤，洗涤，干燥，所得沉淀在氮气保护下400℃煅烧1小时，可得无包覆的纳米金属氧化物粉体；(4)将(3)中所用的烷基羧烷基砜换为长链烷基羧甲基砜，所得沉淀按1∶20-1∶60g/mL的比例溶于高沸点溶剂四氢化萘或十氢化萘中，然后加热回流1-3小时，然后过滤，洗涤，干燥，可得无包覆的纳米金属氧化物粉体，在空气中或氮气保护下400℃煅烧1小时可得具有晶型的无包覆的纳米金属氧化物粉体。