專利名稱：一種八面體結(jié)構(gòu)的納米硒化鎳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用溶劑熱法制備八面體結(jié)構(gòu)的納米硒化鎳-一種新穎結(jié)構(gòu)硒化鎳納米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有制備硒化鎳納米結(jié)構(gòu)材料的方法包括化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)浴沉積法、水熱法、溶劑熱法等?！睹绹?guó)化學(xué)會(huì)志》(Journalof the American Chemical Society, 2008 年，130 卷， 第2420-2421頁)報(bào)道了通過分解單源前驅(qū)物Ni [iPr2P (S) NP (Se) iPi^2利用化學(xué)氣相沉積法在不同溫度下沉積，分別得到了異質(zhì)結(jié)構(gòu)Nia85Se和Ni2P。荷蘭愛思唯爾《合金與化合物雜志》(Journal ofAlloys and Compounds, 2010 年，490 卷，第 228-231 頁)報(bào)道了在非導(dǎo)電玻璃基板上運(yùn)用化學(xué)浴沉積法在含有硫酸鎳、八水合氫氧化鋇、水合肼以及含硒硫酸鈉的酒石酸浴中合成了 NiSe薄膜，所生成的薄膜均一性良好，并且具有很好的粘附性。美國(guó)化學(xué)會(huì)《材料化學(xué)》(Chemistry of Materials, 1999年，11卷,第2302-2304頁)采用溶劑熱方法在不同的反應(yīng)介質(zhì)(如嘧啶，四氫呋喃，乙二胺等)中合成了立方體的NiSe2，六邊形的Nia85Se以及三斜晶系的Ni3Se2。荷蘭愛思唯爾《應(yīng)用表面科學(xué)》(Applied Surface Science, 2011年，257卷，7982-7987頁)報(bào)道了以六水合氯化鎳和四氯化硒作為鎳源和硒源前驅(qū)物，以水合肼作為還原劑，在加入十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為表面活性劑的情況下，采用水熱法合成了六角形的硒化鎳。綜上所述，硒化鎳在合成和應(yīng)用方面研究的還較少，八面體結(jié)構(gòu)硒化鎳的合成尚沒有報(bào)道或申請(qǐng)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種八面體結(jié)構(gòu)納米硒化鎳的制備方法，無需使用有機(jī)模板和表面活性劑，一步合成，產(chǎn)率高，八面體硒化鎳的邊長(zhǎng)約為200納米；本方法制備過程簡(jiǎn)單、節(jié)能，適合工業(yè)化生產(chǎn)，得到的八面體的硒化鎳對(duì)于常溫催化水合肼的分解具有明顯的效果。本發(fā)明八面體納米硒化鎳的制備方法包括分別稱量一定量的鎳源前驅(qū)物、硒源前驅(qū)物和量取一定體積的溶劑置于高壓反應(yīng)釜內(nèi)，加攪拌子攪拌20分鐘，充分溶解后，密閉反應(yīng)釜并置于160 180攝氏度烘箱內(nèi)，反應(yīng)24小時(shí)后，取出反應(yīng)釜，自然冷卻，用乙醇和蒸餾水各洗滌三次，得到樣品。所述的鎳源前驅(qū)物為六水合硫酸鎳。所述的硒源前驅(qū)物為亞硒酸鈉。所述的溶劑為乙二醇。所述的高壓反應(yīng)釜為帶聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼自生壓力反應(yīng)釜。本發(fā)明提供了一種乙二醇溶劑存在下，制備形貌可控的一步合成八面體納米硒化鎳的方法，無需先行制備模板和使用任何表面活性劑，反應(yīng)過程溫和，易于控制。
本發(fā)明中制備八面體納米硒化鎳是由硒源前驅(qū)物和鎳源前驅(qū)物在溶劑熱條件下先分別被還原成硒單質(zhì)和鎳單質(zhì)，隨后發(fā)生化合反應(yīng)而形成的。反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物的比例對(duì)產(chǎn)物都有一定的影響，反應(yīng)溫度為160攝氏度，反應(yīng)24小時(shí)，產(chǎn)物是三方硒單質(zhì)，180和200攝氏度，產(chǎn)物為純的六方的八面體的納米結(jié)構(gòu)；在180攝氏度反應(yīng)36小時(shí)， 樣品中含有一些八面體的顆粒，但存在較多團(tuán)聚現(xiàn)象，24小時(shí)是最佳時(shí)間；鎳源和硒源反應(yīng)物的物質(zhì)的量比例對(duì)產(chǎn)物的物相也有一定的影響，。本發(fā)明制備的八面體硒化鎳，用樣品來催化水合肼的分解具有很好的效果，如用 50毫克硒化鎳樣品催化100毫升4. OX 10_3摩爾每升的水合肼溶液，只需40分鐘，溶液中的水合肼即完全被催化分解，可通過紫外可見分光光度計(jì)測(cè)量。本發(fā)明制備的八面體硒化鎳具有較高的催化活性，該產(chǎn)品可用作催化劑，如催化水合肼等有害物質(zhì)的分解。同時(shí)，該產(chǎn)品還可用于光記錄材料、太陽能電池、激光材料和光電化學(xué)材料；


圖I為實(shí)施例I中以乙二醇為溶劑200攝氏度溶劑熱反應(yīng)制備得到的八面體納米結(jié)構(gòu)硒化鎳電子掃描電鏡圖(SEM)；圖2為實(shí)施例I中在反應(yīng)36小時(shí)后,溶劑熱反應(yīng)制備得到八面體納米結(jié)構(gòu)硒化鎳電子掃描電鏡圖(SEM)；圖3為實(shí)施例I中在六水合硫酸鎳和亞硒酸鈉的物質(zhì)的量之比為0. 85 : I時(shí)溶劑熱反應(yīng)制備得到的硒化鎳納米結(jié)構(gòu)的SEM圖；圖4、圖5為實(shí)施例2中以乙二醇為溶劑制備得到的硒化鎳八面體納米結(jié)構(gòu)電子掃描電鏡圖(SEM)；圖6為實(shí)施例2中制備得到的硒化鎳八面體納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖；圖7為實(shí)施例2中制備得到的硒化鎳八面體納米結(jié)構(gòu)材料對(duì)降解水合肼的催化作用曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體的說明。實(shí)施例I :不同條件下制備八面體結(jié)構(gòu)的納米硒化鎳這一步是制備產(chǎn)物八面體納米硒化鎳的條件摸索階段。(I)將0. 1314克六水合硫酸鎳和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，隨后加入 20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應(yīng)釜，放入數(shù)顯控溫爐內(nèi)，分別在160、180、200攝氏度反應(yīng)24小時(shí)。(2)將0. 1455克六水合硫酸鎳和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應(yīng)釜，放入數(shù)顯控溫爐內(nèi)，在180攝氏度分別反應(yīng)24、36小時(shí)。(3)分別將0. 1117克六水合硫酸鎳和
0.0866克亞硒酸鈉、0. 1314克六水合硫酸鎳和0. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應(yīng)釜，放入數(shù)顯控溫爐內(nèi)，分別在180攝氏度反應(yīng)24小時(shí)。所得產(chǎn)物用蒸餾水和乙醇經(jīng)幾次離心洗滌后烘干，用于表征和測(cè)試。
采用日本日立掃描顯微鏡S4800 (SEM)對(duì)不同反應(yīng)溫度和不同反應(yīng)物配比下得到的樣品進(jìn)行了形貌表征、采用飛利浦X’ Pert PRO SUPERX射線衍射儀(XRD)對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間樣品物相進(jìn)行了表征。圖I為實(shí)施例I中在200攝氏度溶劑熱反應(yīng)制備得到產(chǎn)物的SEM圖，主要為一些不規(guī)則的顆粒，大小不均勻，含有少許八面體狀的硒化鎳顆粒；圖2為實(shí)施例I中在反應(yīng)36小時(shí)后，溶劑熱反應(yīng)制備得到產(chǎn)物的X射線粉末衍射圖，樣品中含有一些八面體的顆粒，但存在較多團(tuán)聚現(xiàn)象；圖3為實(shí)施例I中在六水合硫酸鎳和亞硒酸鈉物質(zhì)的量之比為O. 85 : I時(shí)溶劑熱反應(yīng)制備得到的八面體結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的X射線粉末衍射圖，樣品中主要為六方相的硒化鎳， 但存在一些雜質(zhì)峰；上述現(xiàn)象表明，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)物的配比對(duì)樣品的形貌和物相影響非常大。實(shí)施例2 :制備硒化鎳納米片將O. 1314克六水合硫酸鎳和O. 0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應(yīng)釜，放入數(shù)顯控溫爐內(nèi)，在180攝氏度反應(yīng)24小時(shí)。所得產(chǎn)物用蒸餾水和乙醇經(jīng)幾次離心洗滌后烘干，用于表征和測(cè)試。采用飛利浦X Pert PRO SUPER X射線衍射儀(XRD)對(duì)樣品物相進(jìn)行了表征、日本日立掃描顯微鏡S4800對(duì)樣品形貌進(jìn)行了表征、島津-3600對(duì)樣品的催化水合肼分解的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。圖4、圖5為本實(shí)施例產(chǎn)物的電子掃描照片，表明該產(chǎn)物是由邊長(zhǎng)為200納米左右的八面體結(jié)構(gòu)組成。圖6為本實(shí)施例產(chǎn)物的X射線衍射圖(XRD)，與XRD標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較，表明了得到的是純的六方相硒化鎳晶體，沒有雜質(zhì)峰被檢測(cè)到。圖7為本實(shí)施例產(chǎn)物在室溫下對(duì)催化水合肼分解的紫外-可見吸收曲線，由圖7 可以看出，50毫克八面體硒化鎳催化分解100毫升4. OX 10_3摩爾每升的水合肼溶液只需要40分鐘。
權(quán)利要求
1.一種八面體納米硒化鎳的制備方法，包括分別稱量一定量的鎳源前驅(qū)物六水合硫酸鎳和硒源前驅(qū)物亞硒酸鈉，量取一定體積的乙二醇溶劑置于帶聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼自生壓力高壓反應(yīng)釜內(nèi)，加攪拌子攪拌20分鐘，充分溶解后，密閉反應(yīng)釜并置于160 180 攝氏度烘箱內(nèi)，反應(yīng)24小時(shí)后，取出反應(yīng)釜，自然冷卻，用乙醇和蒸餾水各洗滌三次，得到樣品。
全文摘要
本發(fā)明提出一種八面體結(jié)構(gòu)的納米硒化鎳的制備方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。特征是將0.1314克六水合硫酸鎳和0.0866克亞硒酸鈉加到25毫升帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，隨后加入20毫升乙二醇，攪拌20分鐘后，密閉反應(yīng)釜，放入數(shù)顯控溫爐內(nèi)，在180攝氏度反應(yīng)24小時(shí)。所得樣品經(jīng)三次離心洗滌后烘干得到產(chǎn)物。本發(fā)明無需使用有機(jī)模板和表面活性劑，一步合成，產(chǎn)率高，硒化鎳呈八面體結(jié)構(gòu)；本方法制備過程簡(jiǎn)單、節(jié)能，適合工業(yè)化生產(chǎn)，得到的八面體的硒化鎳對(duì)水合肼的分解具有很好的催化作用。
文檔編號(hào)C01B19/04GK102583273SQ20121003392
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者劉程成, 宋吉明, 張勝義, 毛昌杰, 牛和林, 王夏昆, 王嬌, 趙京鳳 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)