專利名稱：一種以金屬配合物熱分解制備超細(xì)微粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬配合物的熱分解，金屬及其氧化物超細(xì)微粉制備方法，特別是涉及鎳微粉、鈷或銅及其氧化物超細(xì)微粉的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。
超細(xì)金屬微粉具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，在催化劑、磁性材料等方面具有特殊的應(yīng)用價(jià)值。據(jù)《化工進(jìn)展》(1992，第五期，p25)報(bào)道，粒徑小于30nm的鎳粉比傳統(tǒng)的鎳催化劑的選擇性可提高約十倍；據(jù)《化工進(jìn)展》(1993，第四期，p21)報(bào)道，以納米級(jí)的Fe、Co、Ni合金制得的磁性材料可獲得高的信/噪比；在火箭發(fā)射的固體燃料中加入1％的超細(xì)Ni或Al微粉可使其燃燒熱增加一倍。因而，研究超細(xì)金屬微粉的制備方法具有十分重要的意義。
現(xiàn)有超細(xì)金屬微粉的化學(xué)制備方法有(1)高溫氣相還原法，如美國《化學(xué)評(píng)論》(Chem.Rev.1982，82，p153-208)、中國《高等化學(xué)學(xué)報(bào)》(1994，15(3))等報(bào)道的以H2或CO還原氫氧化鎳或鎳鹽的方法，但該方法在高溫下使用可燃?xì)怏w具有一定危險(xiǎn)性；(2)鎳鹽溶液還原法，如中國《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》(1996，12(5)，p460-463)所報(bào)道，但因該方法在溶液中進(jìn)行，而且需加分散劑，產(chǎn)物的后處理較繁瑣；(3)水熱加氫還原法，如中國《材料研究學(xué)報(bào)》(1995，6，p223-227)所報(bào)道，該方法需要在壓力釜中進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)也存在產(chǎn)物需要固、液分離的麻煩。
現(xiàn)有超細(xì)金屬微粉的物理制備方法有(1)蒸發(fā)法，見《日本應(yīng)用物理雜志》(Japanese Journal of Applied Physics，1977，16(5)p705-717)；(2)激光法，見《中國激光》(1989，16(12)，p741-742)。這些制備方法對(duì)設(shè)備要求苛刻，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明提出一種以金屬配合物直接熱分解制備超細(xì)微粉的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
本發(fā)明以金屬配合物熱分解制備超細(xì)微粉的方法，特征在于以含有肟基或羧基的金屬配合物為原料，在氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障录訜岱纸?，可得到納米級(jí)金屬和/或其氧化物超細(xì)微粉；所述金屬配合物包括鎳、鈷或銅的肟基或羧基配合物，所述配合物的配體包括α-肟基羧酸、丁二酮肟、甲醛肟。
當(dāng)所述金屬配合物為鎳的肟基或羧基配合物，配體包括α-肟基羧酸、丁二酮肟、甲醛肟時(shí)，可得到納米級(jí)金屬鎳微粉。
若將上述鎳配合物分散在無機(jī)多孔載體上加熱分解，則可獲得負(fù)載型鎳微粉；所述無機(jī)多孔載體包括二氧化硅、氧化鋁、沸石或硅藻土。
當(dāng)所述金屬配合物為鈷配合物時(shí)，則可得到金屬鈷及氧化鈷的混合物，它們均為納米級(jí)顆粒；當(dāng)所述金屬配合物為銅配合物時(shí)，則可得到金屬銅及氧化亞銅的混合物，它們亦為納米級(jí)顆粒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法有如下優(yōu)點(diǎn)由于本發(fā)明方法采用金屬配合物作為原料，無需另加還原劑，且無需使用助劑，因而避免了現(xiàn)有高溫氣相還原法須高溫下使用H2或CO等可燃?xì)怏w的危險(xiǎn)性，操作方便、安全；本發(fā)明反應(yīng)中有機(jī)配體能完全分解，因而產(chǎn)物純凈；本發(fā)明方法采用固相分解，直接得到產(chǎn)物，易于操作，避免了液相還原法需要固、液分離的麻煩。
以下為本發(fā)明方法的實(shí)施例實(shí)施例1將0.1M的硝酸鎳溶液加入等當(dāng)量的0.1M的α-肟基丙酸(PAO)溶液中，攪拌后得到Ni-PAO配合物的沉淀；將沉淀過濾、洗滌、烘干；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至310℃并保持10分鐘，得到黑色粉末。經(jīng)粉末X衍射(XRD)證實(shí)為金屬鎳，電鏡檢測顯示鎳粉分散較均勻，粒徑為5-15nm。
實(shí)施例2將0.1M的硝酸鎳溶液加入等當(dāng)量的0.1M的丁二酮肟的乙醇溶液中攪拌，制得Ni丁二酮肟配合物沉淀；將沉淀過濾、洗滌、烘干；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至350℃并保持30分鐘，得到黑色粉末。經(jīng)粉末X衍射證實(shí)為金屬鎳，電鏡檢測表明鎳粉分散較均勻，粒徑為5-20nm。
實(shí)施例3將實(shí)施例2方法所制的丁二酮肟鎳配合物2克溶于氯仿，加入10克10-40μm二氧化硅。室溫下攪拌、蒸發(fā)后得到含丁二酮肟的二氧化硅，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至400℃，并保持30分鐘，得到黑色粉末，XRD證實(shí)存在金屬鎳與二氧化硅，電鏡檢測表明納米級(jí)的細(xì)微顆粒附著在微米級(jí)顆粒的表面上，形成負(fù)載型鎳微粉。
實(shí)施例4將硝酸鈷溶液加入PAO溶液中，攪拌，制得Co-PAO配合物。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至500℃并保持30分鐘，即得到黑色粉末。XRD證實(shí)為金屬鈷、氧化鈷、氧化亞鈷的混合物，從XRD的峰寬計(jì)算，各種粉末均為納米級(jí)顆粒，平均粒徑約為20-25nm。
實(shí)施例5將醋酸銅溶液加入PAO溶液中，攪拌，制得Cu-PAO配合物。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至280℃并保持30分鐘，即得到黑色粉末。XRD證實(shí)為金屬銅、氧化亞銅的混合物，從XRD的峰寬計(jì)算，氧化亞銅粉末的平均粒徑約為10nm。
權(quán)利要求
1.一種以金屬配合物熱分解制備超細(xì)微粉的方法，特征在于以含有肟基或羧基的金屬配合物為原料，在氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障录訜岱纸?；所述金屬配合物包括鎳、鈷或銅的肟基或羧基配合物，所述配合物的配體包括α-肟基羧酸、丁二酮肟、甲醛肟。
2.如權(quán)利要求1所述以金屬配合物熱分解制備超細(xì)微粉的方法，特征在于將所述鎳配合物分散在無機(jī)多孔載體上，則可獲得負(fù)載型鎳微粉；所述無機(jī)多孔載體包括二氧化硅、氧化鋁、沸石或硅藻土。
全文摘要
本發(fā)明以金屬配合物熱分解制備超細(xì)微粉的方法,特征在于以含有肟基或羧基的鎳、鈷或銅的配合物為原料,在氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障录訜岱纸?可分別獲得納米級(jí)金屬鎳微粉、鈷或銅及其氧化物微粉;采用本方法無需另加還原劑,無需使用助劑,操作簡單、方便、安全,產(chǎn)物純凈;本方法還可用于制備負(fù)載型鎳微粉。
文檔編號(hào)B22F9/30GK1240689SQ9811576
公開日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1998年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月8日
發(fā)明者劉揚(yáng)中, 劉清亮 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)