一种多孔金属氧化物纳米片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种多孔二维金属氧化物纳米片的制备方法，通过对掺杂的金属氧化物纳米片进行去掺杂处理来实现造孔目的，获得孔径可调控以及金属氧化物种类多样的新型的二维功能材料。所述制备方法首先将第一金属氧化物、碱金属盐、第二金属氧化物混合，通过固相烧结制备层状复合材料；然后将此层状复合材料先后经质子化、剥离，得到掺杂的金属氧化物纳米片；再将得到的所述掺杂的金属氧化物纳米片进行去掺杂处理来实现造孔，得到所述多孔二维金属氧化物纳米片。其为一种全新的制备超薄二维多孔纳米材料的途径，所制备的多孔二维金属氧化物纳米片孔径以及孔隙率可以调控，且可以进一步制备成粉末，也可以再分散在溶液中。

A porous metal oxide nanosheet and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种多孔金属氧化物纳米片及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种多孔状金属氧化物纳米片及其制备方法和应用。
技术介绍
TakayoshiSasaki以及合作团队报道了多种二维金属氧化物的制备方法，包括单一金属氧化物以及多元金属氧化物通过固热烧结反应制备层状材料，然后利用质子交换以及在含有表面活性剂的溶液中长时间震荡剥离制备二维材料。然而Sasaki团队极少对此二维纳米材料进行后处理制备多孔或者筛孔二维材料。其中有报道的是其曾经使用高温烧结法将二维TiO2纳米片材料部分烧结收缩成孔，但是通过高温烧结孔径控制困难，其只得到了多孔的聚集态结构，纳米片层变厚甚至坍塌，且形成的片层构造不能再分散。除固相烧结法之外，还有其他制备方法，比如使用氧化石墨烯模板法：通过与目标金属氧化物前驱体混合水解后烧结，最后通过高温氧气中去除氧化石墨烯。根据烧结程度的不同，可以得到筛网状二维材料。这种方法制备的多孔材料是由纳米颗粒聚集而成，厚度较高，同时结合不够紧密容易坍塌，而且孔径也较大，达到数纳米甚至十几纳米。另外一种是自组装法，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔二维金属氧化物纳米片的制备方法，包括以下步骤：/n(1)将第一金属氧化物、碱金属盐、第二金属氧化物混合，对所得混合物进行固相烧结得到层状复合材料；/n(2)将步骤(1)得到的所述层状复合材料先后经质子化、剥离，得到掺杂的金属氧化物纳米片；/n(3)对步骤(2)得到的所述掺杂的金属氧化物纳米片进行去掺杂处理来实现造孔，得到所述多孔二维金属氧化物纳米片；/n任选地，将步骤(3)得到的所述多孔二维金属氧化物纳米片进行再分散得到所述多孔二维金属氧化物纳米片的溶液，或进行干燥得到所述多孔二维金属氧化物纳米片粉末；/n其中，所述第一金属氧化物与所述第二金属氧化物为不同种金属元素的氧化物，所述第...

【技术特征摘要】
1.一种多孔二维金属氧化物纳米片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将第一金属氧化物、碱金属盐、第二金属氧化物混合，对所得混合物进行固相烧结得到层状复合材料；
(2)将步骤(1)得到的所述层状复合材料先后经质子化、剥离，得到掺杂的金属氧化物纳米片；
(3)对步骤(2)得到的所述掺杂的金属氧化物纳米片进行去掺杂处理来实现造孔，得到所述多孔二维金属氧化物纳米片；
任选地，将步骤(3)得到的所述多孔二维金属氧化物纳米片进行再分散得到所述多孔二维金属氧化物纳米片的溶液，或进行干燥得到所述多孔二维金属氧化物纳米片粉末；
其中，所述第一金属氧化物与所述第二金属氧化物为不同种金属元素的氧化物，所述第一金属氧化物为所述掺杂的金属氧化物纳米片中的主体，所述第二金属氧化物为所述掺杂的金属氧化物纳米片中的掺杂物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属氧化物为碱土金属以及过渡金属的氧化物，所述第二金属氧化物为过渡金属的氧化物，所述碱金属盐包括碱金属的碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一金属氧化物、所述碱金属盐和所述第二金属氧化物按摩尔比为1:(0.01～5):(0.01～1)混合。


4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)得到的所述层状复合材料为片层结构，其晶格中含有所述第一金属氧化物、所述碱金属盐中的碱金属离子和所述第二金属氧化物。


5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括以下步骤：
(2a)质子化：将步骤(1)得到的所述层状复合材料于酸溶液中搅拌或者浸泡得到质子化层状材料；
(2b)剥离：将步骤(2a)得到的所述质子化层状材料经表面活性剂处理，实现剥离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申仲荣，李耀挺，陈先金，张明，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35