1.一種用于金屬氧化物納米簇的合成方法,其特征在于:先將碳基材料表面嫁接上中強(qiáng)酸,再與弱酸鹽或堿反應(yīng)生成固載型鹽,最后通過調(diào)節(jié)溶液pH值并水熱處理原位地在碳基材料上面均勻地負(fù)載粒徑1~2納米的超細(xì)金屬氧化物。
2.按照權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:所用碳基材料可以是石墨片、氧化石墨烯、石墨烯、碳量子點(diǎn)、無定型碳、多壁碳納米管或多孔碳中的一種或二種以上。
3.按照權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:碳基材料表面嫁接的中強(qiáng)酸可以是苯磺酸或有機(jī)磷酸。
4.按照權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:弱酸鹽可以是無機(jī)鹽中的醋酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、次氯酸鹽、亞硝酸鹽、硫化物、硫氫化物和有機(jī)酸鹽中的草酸鹽、酒石酸鹽、檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、枸椽酸鹽、抗壞血酸鹽、苯甲酸鹽、水楊酸鹽、咖啡酸鹽中的一種或二種以上;
堿為金屬的氫氧化物或碳酸氫鹽中的一種或二種以上。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的合成方法,其特征在于:弱酸鹽或堿中金屬可以為釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、釕、鈀、銀、鎘、銥、鉛中的一種或二種以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于:調(diào)節(jié)pH值可以用氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或二種以上,調(diào)整后pH為9-12。
7.按照權(quán)利要求1所述的合成方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)碳基材料表面嫁接上中強(qiáng)酸:
苯磺酸功能化材料合成方法為:將碳基材料和過氧化苯甲酰置于苯溶液中,在60~120℃油浴中加熱攪拌回流2小時(shí)以上,過濾,用氯仿和乙醇洗滌1次以上,干燥;碳基材料和過氧化苯甲酰的質(zhì)量比1:1-10;將上述所得的產(chǎn)物放入發(fā)煙硫酸中,加熱攪拌回流2小時(shí)以上,離心,水洗1次以上,干燥;
磷酸功能化材料合成方法為:將碳基材料和(二乙氧基膦基)乙基三甲氧基硅烷置于苯溶液中,在60~120℃油浴中加熱攪拌回流2小時(shí)以上,過濾,用氯仿和乙醇洗滌1次以上;再用0.1-2M鹽酸酸化2小時(shí)以上,過濾,水洗1次以上,干燥;碳基材料和(二乙氧基膦基)乙基三甲氧基硅烷的摩爾比5-20:1;
(2)將苯磺酸功能化材料或磷酸功能化材料、可溶性金屬鹽或堿加入到乙醇溶液中,再于乙醇溶液中加水或不加水,100mL乙醇溶液中加水量0-1mL,超聲后室溫?cái)嚢?分鐘以上,加氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或二種以上調(diào)PH=9-12,再攪拌,最后在60~200℃水熱合成10min以上,離心,水洗1次以上,干燥。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的合成方法,其特征在于:所述超細(xì)金屬氧化物的金屬含量為0.1~5wt.%,氧化物粒徑主要在1~2nm且分散均勻,無團(tuán)聚現(xiàn)象。
9.一種權(quán)利要求1-8任一合成方法所制備的金屬氧化物納米簇。
10.一種權(quán)利要求9所述金屬氧化物納米簇在水氧化中的應(yīng)用。