[发明专利]多元复合金属氧化物纳米空心球及其制备方法

摘要

本发明一种多元复合金属氧化物纳米空心球及其制备方法。该方法将碳球分散于水滑石胶体溶液中，利用静电引力作用，水滑石片被吸附在碳球表面，通过离心分离，去除包含未被吸附的水滑石片上清液，即可获得纯净的水滑石包覆的碳球材料。再经过焙烧，即可获得尺寸均一，金属元素比例可控的多元复合金属氧化物纳米空心球。该纳米空心球的通式为MIIO/MIII2O3，其中MII代表二价金属阳离子，MIII代表三价金属阳离子，其比表面积为140～240m2/g。该多元复合金属氧化物空心球在催化、吸附、药物缓释等领域具有应用前景。

主权项

一种多元复合金属氧化物纳米空心球的制备方法，具体步骤如下：A．用去离子水配制含有二价金属离子MⅡ和三价金属离子MⅢ的混合盐溶液，其中阴离子为CO32‑、NO3‑、Cl‑、SO42‑中的一种或几种， 其中MⅡ与MⅢ的摩尔比为1～4, MⅡ的摩尔浓度为0.3～1.2 mol/L，MⅢ的摩尔浓度为0.075～1.2 mol/L；MⅡ是Zn2+、Ni2+、Cu2+、Co2+、Fe2+、Ca2+中的一种或几种；MⅢ是Al3+、Fe3+中的一种或两种；再用去离子水配制碱性溶液，该碱溶液是摩尔浓度为0.1～1.8 mol/L的NaOH溶液；或是NaOH与Na2CO3的混合溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.1～1.8 mol/L，Na2CO3的摩尔浓度为0.01～0.1 mol/L；将上述混合盐溶液与碱性溶液按1:4的体积比同时倒入转速为3000～6000转/分钟的全返混液膜反应器中，剧烈搅拌2～15分钟；用去离子水离心洗涤沉淀物以除去其中多余的酸根离子和金属离子，将沉淀物分散到去离子水中配制质量百分含量为0.036～0.07的悬浮液，将其加入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜，于100～140 °C，水热反应6～14小时，然后自然冷却至室温，得到水滑石胶体溶液；B．按每升水滑石胶体溶液加入1～10 g碳球的比例，将碳球分散于步骤A制备的水滑石胶体溶液，超声5～120分钟，离心分离出表面包覆水滑石的碳球沉淀，常温下干燥，得到水滑石包覆碳球；所述的碳球为0.7～2 μm的碳球； C．将步骤B得到的水滑石包覆碳球放入马弗炉中，按1～10°C∕分钟升温速率升温至450～600 °C，焙烧2～6小时，得到多元复合金属氧化物纳米空心球。