方法包括以下步驟:
[0050]S11、在50g水中分別加入0.142g的β-環(huán)糊精和1.61g的ZrOCl2.8Η20，再加入1.68g的NaHCOjP 2.0g的乙二胺四乙酸，攪拌40min后得到混合溶液；
[0051]S12、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理6小時(shí)；
[0052]S13、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化8小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2，樣品再經(jīng)過(guò)700°C煅燒，即可得到四方和單斜混合晶相的微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。所得樣品用日本S-4800掃描電子顯微鏡及德國(guó)BrukerAXSD8ADVANCE X-射線衍射儀進(jìn)行形貌和晶相分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。
[0053]從圖l(a、b、c)可以看出，樣品是尺寸為1.0-2.0 μπι的單分散的具有多層次結(jié)構(gòu)的微球，該微球由?150nm的ZrO2納米球組成。隨著放大倍數(shù)的增加，可以發(fā)現(xiàn)?150nm的ZrO2納米球由?15nm的ZrO 2納米粒子構(gòu)成，由于微球由上述的多層次結(jié)構(gòu)構(gòu)筑而成，該微球的構(gòu)筑基元間存在孔隙。圖1(d)中所出現(xiàn)的衍射峰表明沒(méi)有煅燒的樣品為四方相的 ZrO2 (t_) (JCPDS card:79-1769)，該樣品經(jīng)過(guò) 700 °C煅燒后屬于四方相(JCPDS card:79-1769)和單斜相(JCPDS card:78-0047)ZrOj^混合晶相。這些數(shù)據(jù)表明本實(shí)驗(yàn)在低溫下成功的合成出了晶化良好的四方相的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2。
[0054]實(shí)施例2:
[0055]制備方法包括以下步驟:
[0056]S21、在 30g 水中加入 0.142g 的 β -環(huán)糊精和 1.61g 的 ZrOCl2.8H20，攪拌 20min后，配成溶液A ;再在20g水中加入1.68g的NaHCOjP 2.0g的EDTA，攪拌20min后，配成溶液B ;把A、B兩溶液混合后，攪拌充分，得到混合溶液；
[0057]S22、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理8小時(shí)；
[0058]S23、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化12小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
[0059]所得樣品用日本S-4800掃描電子顯微鏡及德國(guó)BrukerAXS D8ADVANCE X-射線衍射儀進(jìn)行形貌和晶相分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。
[0060]從圖2(a、b、c)可以看出，樣品是尺寸為1.0-2.5 ym的單分散的具有多層次結(jié)構(gòu)的微球，該微球由?150nm的ZrO2納米球組成。隨著放大倍數(shù)的增加，可以發(fā)現(xiàn)?150nm的ZrO2納米球由?20nm的ZrO2納米粒子構(gòu)成，由于微球由上述的多層次結(jié)構(gòu)構(gòu)筑而成，該微球的構(gòu)筑基元間存在孔隙。圖2(d)中所出現(xiàn)的XRD衍射峰表明沒(méi)有煅燒的樣品為四方相的ZrO2 (t_) (JCPDS card:79-1769)，這些數(shù)據(jù)表明本實(shí)驗(yàn)在低溫下成功的合成出了晶化良好的四方相的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2。
[0061]實(shí)施例3:
[0062]制備方法包括以下步驟:
[0063]S31、在 10g 水中分別加入 0.29g 的 β -環(huán)糊精、3.33g 的 ZrOCl2.8H20、3.5g 的NaHCOjP 3.95g的EDTA，攪拌30min后得到混合溶液；
[0064]S32、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，195°C的條件下熱處理7小時(shí)；
[0065]S33、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化5小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2樣品。
[0066]樣品用日本S-4800掃描電子顯微鏡及德國(guó)BrukerAXS D8ADVANCE X-射線衍射儀進(jìn)行形貌和晶相分析，結(jié)果見(jiàn)圖3。
[0067]從圖3(a、b、c)可以看出該樣品是尺寸為2 μπι左右的單分散的具有多層次結(jié)構(gòu)的微球，該微球由?200nm的ZrO2納米球組成。由于微球由上述的多層次結(jié)構(gòu)構(gòu)筑而成，該微球的構(gòu)筑基元間存在孔隙。圖3(d)中所出現(xiàn)的XRD衍射峰表明該樣品為四方相的Zr02(t_)(JCPDS card:79-1769)，這些數(shù)據(jù)表明本實(shí)驗(yàn)在低溫下成功的合成出了晶化良好的四方相的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2。
[0068]實(shí)施例4:
[0069]制備方法包括以下步驟:
[0070]S41、在70g水中分別加入0.285g的β -環(huán)糊精和3.30g的ZrOCl2.8H20，攪拌20min后，配成溶液A ;再在30g水中加入3.40g的NaHCOjP 4.0g的EDTA，攪拌20min后配成溶液B ;把A、B兩溶液混合后，攪拌充分，得到混合溶液；
[0071]S42、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理8小時(shí)；
[0072]S43、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化5小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
[0073]樣品用日本S-4800掃描電子顯微鏡及德國(guó)BrukerAXS D8ADVANCE X-射線衍射儀進(jìn)行形貌和晶相分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。
[0074]從圖4(a、b、c)可以看出樣品是尺寸為1.0 - 2.5 μm的單分散的具有多層次結(jié)構(gòu)的微球，該微球由?150nm的ZrO2納米球組成。隨著放大倍數(shù)的增加，可以發(fā)現(xiàn)?150nm的ZrO2納米球由?20nm的ZrO 2納米粒子構(gòu)成，由于微球由上述的多層次結(jié)構(gòu)構(gòu)筑而成，該微球的構(gòu)筑基元間存在孔隙。圖4(d)中所出現(xiàn)的XRD衍射峰表明該樣品為四方相的Zr02(t_)(JCPDS card:79-1769)，這些數(shù)據(jù)表明本實(shí)驗(yàn)在低溫下成功的合成出了晶化良好的四方相的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2。
[0075]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微/納米結(jié)構(gòu)ZrO 2，其特征在于:該微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2S多層次的介孔ZrO2微球，該ZrO2微球具有三級(jí)結(jié)構(gòu):約10-20nm的ZrO 2納米粒子作為初級(jí)單元組裝成約100-200nm左右的ZrO2納米球；作為二級(jí)結(jié)構(gòu)單元的ZrO 2納米球再組裝成1.0-2.0 μπι的ZrO2微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2，其特征在于:該微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2的構(gòu)筑基元間存在孔隙。
3.—種如權(quán)利要求1所述微/納米結(jié)構(gòu)ZrO 2的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 51、將重量份分別為0.1-0.3份的β -環(huán)糊精、1.5-2.6份的ZrOCl2.8Η20、1.9-2.2份的乙二胺四乙酸和1.68份的NaHCO3溶解在50份水中，得到混合溶液； 52、把上述混合溶液體系轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在150-220°C條件下熱處理5-30h； 53、熱處理結(jié)束后將高壓反應(yīng)釜在室溫下自然冷卻，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟SI中，可依次向水中加入β -環(huán)糊精、ZrOCl2.8Η20、乙二胺四乙酸和NaHCO3,充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤?；也可以先在水中加入?-環(huán)糊精和ZrOCl2.8Η20，充分?jǐn)嚢韬笤偌尤胍叶匪囊宜岷蚇aHCO3,充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤海贿€可以先在一定量的水中加入β -環(huán)糊精和ZrOCl2.SH2O,充分?jǐn)嚢韬笮纬扇芤害?，在另一定量的水中加入乙二胺四乙酸和NaHCO3,充分?jǐn)嚢韬笮纬扇芤築，再將溶液A與溶液B混合后攪拌充分，得到混合溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 511、在50g水中分別加入0.142g的β -環(huán)糊精和1.61g的ZrOCl2.8H20，再加入1.68g的NaHCOjP 2.0g的乙二胺四乙酸，攪拌40min后得到混合溶液； 512、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理6小時(shí)； 513、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化8小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 521、在30g水中加入0.142g的β-環(huán)糊精和1.61g的ZrOCl2.8Η20，攪拌20min后，配成溶液A ;再在20g水中加入1.68g的NaHCO3和2.0g的EDTA,攪拌20min后，配成溶液B ；把A、B兩溶液混合后，攪拌充分，得到混合溶液； 522、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理8小時(shí)； 523、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化12小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟:531、在10g 水中分別加入 0.29g 的 β -環(huán)糊精、3.33g 的 ZrOCl2.8H20、3.5g 的 NaHCO3和3.95g的EDTA，攪拌30min后得到混合溶液； 532、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，195°C的條件下熱處理7小時(shí)； 533、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化5小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 541、在70g水中分別加入0.285g的β -環(huán)糊精和3.30g的ZrOCl2.8H20，攪拌20min后，配成溶液A ;再在30g水中加入3.40g的NaHCOjP 4.0g的EDTA，攪拌20min后配成溶液B ;把A、B兩溶液混合后，攪拌充分，得到混合溶液； 542、把上述混合溶液轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，200°C的條件下熱處理8小時(shí)； 543、將高壓反應(yīng)釜取出后室溫陳化5小時(shí)，隨后分離沉淀物并用去離子水洗滌，干燥或煅燒后，即得微/納米結(jié)構(gòu)Zr02。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的制備方法，其特征在于:將沉淀物用去離子水洗滌后，100°C干燥，即得多層次四方相微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2;樣品再經(jīng)過(guò)700°C煅燒，即可得到四方和單斜混合晶相的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2及其制備方法，該微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2為多層次的介孔ZrO2微球，該ZrO2微球具有三級(jí)結(jié)構(gòu)：約10-20nm的ZrO2納米粒子作為初級(jí)單元組裝成約100-200nm左右的ZrO2納米球；作為二級(jí)結(jié)構(gòu)單元的ZrO2納米球再組裝成1.0-2.0μm的ZrO2微球。本發(fā)明是以β-環(huán)糊精和EDTA(乙二胺四乙酸)作為自組裝介質(zhì)，利用β-環(huán)糊精的包合及空間位阻作用以及EDTA的絡(luò)合作用，采用水熱法制備了具有多層次的微/納米結(jié)構(gòu)ZrO2微球，不需高溫煅燒即可得到晶化良好的四方相氧化鋯，高溫煅燒后可得到四方和單斜的混合相氧化鋯，該方法簡(jiǎn)單新穎，條件可控。
【IPC分類(lèi)】C01G25-02, B82Y30-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104556225
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410820563
【發(fā)明人】楊曉輝, 徐彬, 馮海燕, 曾敏, 張雪紅
【申請(qǐng)人】石家莊學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日