一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：首先合成分散均匀的类普鲁士蓝金属有机框架材料MM′‑PBAs立方结构，然后将MM′‑PBAs在特定条件下高温焙烧，基于非均衡热处理法得到具有多壳层的过渡金属复合氧化物M1.8M′1.2O4空心立方盒子，最后在M1.8M′1.2O4表面组装由纳米晶粒组成的厚度可控的CeO2壳层，得到M1.8M′1.2O4@CeO2核壳型空心立方盒子。本发明专利技术工艺简单，条件温和，产量高，不使用模板和额外的空化处理而直接得到多壳层空心结构材料，制得的材料不仅具有中空结构，比表面积大，同时多层空心结构能有效利用内部空间，提高底物分子与材料的接触面积，裸露更多的活性位点，催化氧化性能优越。

A M1.8M'1.2O4@CeO2 composite with multi-shell hollow core-shell cubic structure and its preparation method

The invention discloses a M1.8M'1.2O4@CeO2 composite material with multi-shell hollow core-shell cubic structure and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: firstly, a uniformly dispersed Prussian blue-like metal organic framework material MM'PBAs cubic structure is synthesized, and then MM' PBAs is calcined at high temperature under specific conditions, and a transition gold with multi-shell layer is obtained based on non-equilibrium heat treatment method. It belongs to the hollow cubic box of compound oxide M1.8M'1.2O4. Finally, the core-shell hollow cubic box of M1.8M'1.2O4 @ CeO 2 was obtained by assembling the nanocrystalline CeO 2 shell with controllable thickness on the surface of M1.8M'1.2O4. The method has the advantages of simple process, mild conditions, high output, no use of template and additional cavitation treatment, and can directly obtain multi-shell hollow structure material. The prepared material not only has hollow structure and large specific surface area, but also can effectively utilize internal space, improve the contact area between substrate molecule and material, expose more active sites, and have excellent catalytic oxidation performance. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料及其制备方法
本专利技术属于无机纳米材料及多相催化领域，涉及一种稀土-过渡金属复合氧化物，具体涉及一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料及其制备方法。
技术介绍
金属氧化物材料在催化、传感、储能等领域的应用与材料的结构有直接的关系。作为一种典型的结构，纳米或微米尺度的多壳层空心结构具有低密度、大比表面积、中空结构以及由纳米粒子构成的多壳层等特点，因而被广泛用于与表面性质相关的领域。目前，制备具有多壳层非球状空心结构的金属氧化物，尤其是稀土-过渡金属复合氧化物的报道较少。根据已有文献报道，常规的多壳层空心结构的制备方法主要有软模板法和硬模板法两种。然而，基于表面活性剂形成的胶束、反胶束和微乳液滴等作为软模板时，为了使表面能最小化，通常趋向于形成球形结构，所以并不适用于非球形纳米结构(特别是多面体结构)的形成。即使是使用硬模板法制备非球形纳米结构也存在着一定的困难，例如如何在曲率变化较大的模板表面包覆上均匀的壳层。由于非球形模板可能存在不同的晶面，而不同的晶面具有不同的反应活性和晶体生长速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)称取过渡金属盐、表面活性剂溶于液体介质形成溶液A，称取有机配体溶于去离子水中，形成溶液B，其中金属离子与有机配体按照摩尔比1：(0.5～2)投料，在搅拌条件下将溶液B逐滴加入溶液A中，持续搅拌10～40min后，在室温下老化6～72h，经离心、洗涤、干燥后得到尺度均一的类普鲁士蓝MM′‑PBAs立方结构材料；(2)将带有MM′‑PBAs立方材料的瓷舟置于马弗炉内，在空气气氛中进行热处理，升温速率为2～50℃/min，程序升温至反应温度300～600℃并保温0.5～4h，通过升...

【技术特征摘要】
1.一种多壳层空心核壳立方结构的M1.8M′1.2O4@CeO2复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)称取过渡金属盐、表面活性剂溶于液体介质形成溶液A，称取有机配体溶于去离子水中，形成溶液B，其中金属离子与有机配体按照摩尔比1：(0.5～2)投料，在搅拌条件下将溶液B逐滴加入溶液A中，持续搅拌10～40min后，在室温下老化6～72h，经离心、洗涤、干燥后得到尺度均一的类普鲁士蓝MM′-PBAs立方结构材料；(2)将带有MM′-PBAs立方材料的瓷舟置于马弗炉内，在空气气氛中进行热处理，升温速率为2～50℃/min，程序升温至反应温度300～600℃并保温0.5～4h，通过升温速率R的调变控制合成具有不同壳层的M1.8M′1.2O4的空心立方材料；(3)将M1.8M′1.2O4空心立方材料、铈盐、缓释沉积剂按照质量比1：(0.1～3.5)：(0.5～5)进行投料，首先将M1.8M′1.2O4空心立方材料超声分散于液体介质中，超声时间10～40min，然后加入铈盐和缓释沉积剂，搅拌至完全溶解，加热至60～80℃回流0.5～3h，经过滤、洗涤、干燥后，得到M1.8M′1.2O4/CeO2核壳型空心立方盒子结构。2.根据权利要求1所述的多壳层M1.8M′1.2O4/CeO2核壳型空心立方盒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的过渡金属为Cd、Mn、F...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，康建宏，王瑞玉，王全德，刘滋武，康国俊，陈浮，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32