一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法，將硝酸銅和硝酸錳溶于乙醇溶液中，金屬總摩爾濃度為1～2.3 mol/L，銅錳摩爾比為0～3，攪拌均勻；以有序介孔二氧化硅為模板劑，金屬總摩爾數(shù):模板摩爾量=1:1～25:16，置于已抽真空的抽濾瓶中，上端使用分液漏斗密封；將配制的溶液置于分液漏斗中，真空狀態(tài)下緩慢滴入模板劑中，滴完后保持真空狀態(tài)0.5～1小時(shí)；采用真空浸漬、真空干燥、馬弗爐中焙燒即得有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。本發(fā)明方法具有成本低、操作簡單，所制備的銅錳復(fù)合氧化物孔結(jié)構(gòu)高度有序、孔徑分布窄等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】 一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體介孔材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以有序介孔硅為硬模板法制備有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]銅錳復(fù)合氧化物是一類具有重要應(yīng)用價(jià)值的材料，因其擁有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)、電磁性質(zhì)及較高的氧化、還原能力，被廣泛應(yīng)用在濾毒罐、過濾式自救器、消防面具、逃生面具、氧化罐等上面。相比于非孔銅錳復(fù)合氧化物而言，介孔銅猛氧化物具有孔道結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積和孔體積大，因此性能更加優(yōu)越，用途更加廣泛。
[0003]但是，目前銅錳復(fù)合氧化物的制備多采用傳統(tǒng)的制備方法包括共沉淀法、分步沉淀法、浸潰法和溶膠凝膠法等方法制備，制得銅錳復(fù)合氧化物為非孔結(jié)構(gòu)，比表面積較小。僅有很少文獻(xiàn)報(bào)道了介孔銅錳氧化物的合成，其采用氧化還原方法，制備銅猛復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)為無序介孔結(jié)構(gòu)。雖然上述制備方法比較簡單，但是所制備銅猛復(fù)合氧化物的性能如催化穩(wěn)定性等較差，性能不能夠進(jìn)一步得到提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種孔道結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)的有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的合成方法。
[0005]一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)將硝酸銅和硝酸錳溶于乙醇溶液中，金屬總摩爾濃度為I?2.3 mol/L，銅錳摩爾比為O?3，攪拌均勻備用；
(2)以有序介孔二氧化硅為模板劑，金屬總摩爾數(shù):模板摩爾量=1:1?25:16，置于已抽真空的抽濾瓶中，繼續(xù)抽真空I小時(shí)，上端使用分液漏斗密封；
(3 )將步驟(I)配制的溶液置于分液漏斗中，真空狀態(tài)下緩慢滴入步驟(2 )中的模板劑中，滴完后保持真空狀態(tài)0.5?I小時(shí)；
(4)將步驟(3)中抽濾瓶的溶液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶皿中，放置在50°C真空干燥箱中干燥；
(5)將步驟(4)得到的產(chǎn)品研磨，置于馬弗爐中焙燒，以1°C/min升溫至300°C，并保持2小時(shí)；
(6)將步驟(5)得到的產(chǎn)品置于盛有2moL/L的氫氧化鈉的燒杯中，在水浴中反復(fù)攪拌，抽濾，最后經(jīng)烘箱干燥，即得有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。
[0006]步驟(4)所述干燥時(shí)間為2天。
[0007]步驟(6)所述水浴溫度40 V，烘箱干燥溫度為100°C。
[0008]有序介孔結(jié)構(gòu)具有孔隙率大、孔道結(jié)構(gòu)有序、以及高比表面積和孔體積等優(yōu)點(diǎn)，因此，制得有序介孔結(jié)構(gòu)的銅猛復(fù)合氧化物將可進(jìn)一步拓寬和改善其性能，具有非常重要的意義。本發(fā)明方法具有成本低、操作簡單，所制備的銅錳復(fù)合氧化物孔結(jié)構(gòu)高度有序、孔徑分布窄等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明首次公布了有序介孔結(jié)構(gòu)銅錳復(fù)合氧化物的制備，迄今為止，無相關(guān)文獻(xiàn)和專利報(bào)道有序介孔結(jié)構(gòu)銅錳復(fù)合氧化物的合成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是實(shí)施例1?3的XRD圖。
[0011]圖2是實(shí)施例1的TEM圖，圖3是實(shí)施例2的TEM圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
參照文獻(xiàn)[R.Ryoo etal.，Chem Commun., (2003) 2136]合成KIT-6。稱取 I g KIT-6置于抽濾瓶中，使用帶有分液漏斗的塞子密封抽濾瓶，將分液漏斗轉(zhuǎn)至密封狀態(tài)，抽真空至真空度達(dá)0.1 Mpa，并保持該真空度I h。
[0013]稱取3.02 g硝酸銅(Cu (NO3)2.3H20)和4.47 g 50%的硝酸錳溶液溶于15 mL無水乙醇中，攪拌至溶解。將該溶液轉(zhuǎn)移至上述分液漏斗中，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，慢慢滴入KIT-6中，至溶液滴完后，繼續(xù)抽真空0.45 h，轉(zhuǎn)移至結(jié)晶皿中。將結(jié)晶皿置于50 °C真空干燥箱中繼續(xù)干燥2天。取出樣品，研磨過篩，將樣品置于坩堝中，以I °C/min的速率升至300 °C，并在該溫度下保持2 h，將所得樣品置于盛有2 moL/L的NaOH的燒杯中，在40 °C水浴中反復(fù)攪拌，抽濾，最后經(jīng)100 1:烘箱干燥，即得三維有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。
[0014]實(shí)施例2:
參照文獻(xiàn)[R.M.Grudzien et al., Appl1.Surf.Sc1., 253 (2007) 5660]合成SBA-16。稱取I g SBA-16置于抽濾瓶中，使用帶有分液漏斗的塞子密封抽濾瓶，將分液漏斗轉(zhuǎn)至密封狀態(tài)，抽真空至真空度達(dá)0.1 Mpa，并保持該真空度I h。
[0015]稱取3.02 g硝酸銅(Cu (NO3)2.3H20)和4.47 g 50%的硝酸錳溶液溶于15 mL無水乙醇中，攪拌至溶解。將該溶液轉(zhuǎn)移至上述分液漏斗中，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，慢慢滴入KIT-6中，至溶液滴完后，繼續(xù)抽真空0.5 h，轉(zhuǎn)移至結(jié)晶皿中。將結(jié)晶皿置于50 °C真空干燥箱中繼續(xù)干燥2天。取出樣品，研磨過篩，將樣品置于坩堝中，以I °C/min的速率升至300 °C，并在該溫度下保持2 h，將所得樣品置于盛有2 moL/L的NaOH的燒杯中，在40 °C水浴中反復(fù)攪拌，抽濾，最后經(jīng)100 1:烘箱干燥，即得三維有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。
[0016]實(shí)施例3:
參照文獻(xiàn)[Zhao DY et al., Science, 279 (1998) 548]合成 SBA-15。稱取 I g SBA-15置于抽濾瓶中，使用帶有分液漏斗的塞子密封抽濾瓶，將分液漏斗轉(zhuǎn)至密封狀態(tài)，抽真空至真空度達(dá)0.1 MPa,并保持該真空度I h。
[0017]稱取3.02 g硝酸銅(Cu (NO3)2.3H20)和4.47 g 50%的硝酸錳溶液溶于15 mL無水乙醇中，攪拌至溶解。將該溶液轉(zhuǎn)移至上述分液漏斗中，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，慢慢滴入KIT-6中，至溶液滴完后，繼續(xù)抽真空I h，轉(zhuǎn)移至結(jié)晶皿中。將結(jié)晶皿置于50 °C真空干燥箱中繼續(xù)干燥2天。取出樣品，研磨過篩，將樣品置于坩堝中，以I °C/min的速率升至300 °C，并在該溫度下保持2 h，將所得樣品置于盛有2 moL/L的NaOH的燒杯中，在40 °C水浴中反復(fù)攪拌，抽濾，最后經(jīng)100 °C烘箱干燥，即得有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。
【權(quán)利要求】
1.一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將硝酸銅和硝酸錳溶于乙醇溶液中，金屬總摩爾濃度為I?2.3 mol/L，銅錳摩爾比為O?3，攪拌均勻備用； (2)以有序介孔二氧化硅為模板劑，金屬總摩爾數(shù):模板摩爾量=1:1?25:16，置于已抽真空的抽濾瓶中，繼續(xù)抽真空I小時(shí)，上端使用分液漏斗密封； (3 )將步驟(I)配制的溶液置于分液漏斗中，真空狀態(tài)下緩慢滴入步驟(2 )中的模板劑中，滴完后保持真空狀態(tài)0.5?I小時(shí)； (4)將步驟(3)中抽濾瓶的溶液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶皿中，放置在50°C真空干燥箱中干燥； (5)將步驟(4)得到的產(chǎn)品研磨，置于馬弗爐中焙燒，以1°C/min升溫至300°C，并保持2小時(shí)； (6)將步驟(5)得到的產(chǎn)品置于盛有2moL/L的氫氧化鈉的燒杯中，在水浴中反復(fù)攪拌，抽濾，最后經(jīng)烘箱干燥，即得有序介孔結(jié)構(gòu)的銅錳氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述干燥時(shí)間為2天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有序介孔銅錳復(fù)合氧化物的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述水浴溫度40°C，烘箱干燥溫度為100°C。
【文檔編號(hào)】C01G45/02GK104477998SQ201410661595
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 袁靜, 趙昆峰, 高振源, 楊玲, 蔡婷, 爨謙 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司