一种机械化学制备纳米材料及纳米复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种机械化学制备纳米材料及纳米复合材料的方法。所述机械化学制备纳米材料的方法包括以下步骤：将金属化合物和含有还原性物质的绿色植物材料或其提取物按照一定质量比例混合后，放入研磨罐中并加入玛瑙或氧化锆小球；研磨罐充填惰性气体密封后，置于球磨机械上以50~800 rpm研磨0.5~96 h；采用非氧化性溶剂对获得的产物进行清洗，得到纳米材料。本发明专利技术结合球磨技术和绿色植物还原两种技术的优势，工艺简单、生产成本较低、产量大、操作性强、易于实现工业化生产，而且对环境友好，是一种绿色环保合成工艺。是一种绿色环保合成工艺。是一种绿色环保合成工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种机械化学制备纳米材料及纳米复合材料的方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备
，特别涉及一种机械化学制备纳米材料及纳米复合材料的方法。

技术介绍

[0002]纳米材料比表面大、反应活性高，具有较强的还原和催化作用，广泛用于环境保护领域。纳米材料的合成方法主要有化学气相沉积法、高能球磨法和液相化学还原法。高能球磨法是通过机械力作用，将大尺寸的金属或者其氧化物破碎成纳米材料。高能球磨法不需要添加溶剂，合成效率高，成本较低。但是由于球磨法是一种自上而下制备材料的方法，所制备的纳米材料的极限尺寸很难达到纳米级别，一般为亚微米、微米级别。
[0003]绿色植物中含有还原性物质，如多酚类、多糖类、生物碱类和多肽类等还原性物质。采用绿色植物作为还原剂，制备纳米材料具有生产低成本、过程绿色等特点。而且多酚类、多糖类等物质还可以吸附在纳米材料表面的活性位点，起到稳定剂的作用，增强其在空气中的稳定性，而且能够有效防止纳米材料团聚。但是目前采用绿色植物还原制备纳米材料均是通过萃取技术提取绿色植物中的还原性物质，然后采用液相合成法合成纳米材料，不但步骤繁琐，而且效率不高，产量比较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种机械化学制备纳米材料及纳米复合材料的方法。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种机械化学制备纳米材料的方法，是采用以下技术方案得以实现的。
[0006]一种机械化学制备纳米材料的方法，包括以下步骤：S1.将金属化合物和含有还原性物质的绿色植物材料或其提取物按照质量比为1: 1~100的比例混合后，放入研磨罐中并加入玛瑙或氧化锆小球；S2.研磨罐充填惰性气体密封后，置于球磨机械上以50~800 rpm研磨0.5~96 h；S3.采用非氧化性溶剂对步骤S2获得的产物进行清洗，得到纳米材料。
[0007]进一步的，所述金属化合物选自含锰化合物、含铁化合物、含钴化合物、含镍化合物、含铜化合物、含锌化合物、含钌化合物、含铑化合物、含钯化合物、含银化合物、含锡化合物、含铱化合物、含金化合物、含铂化合物、含铈化合物、含镧化合物中的一种或几种。
[0008]进一步的，所述含锰化合物选自氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、碳酸锰、醋酸锰、氧化锰、四氧化三锰、硫化锰中的一种或几种。
[0009]进一步的，所述含铁化合物选自氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、醋酸铁、碳酸铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、柠檬酸铁、氢氧化铁、氧化铁、硫化铁、二茂铁、乙酰丙酮铁中的一种或几种。
[0010]进一步的，所述含钴化合物选自氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴、碳酸钴、氧化钴、
四氧化三钴、氢氧化钴、硫化钴、乙酰丙酮钴中的一种或几种。
[0011]进一步的，所述含镍化合物选自氯化镍、硫酸镍、草酸镍、柠檬酸镍、氢氧化镍、氧化镍、硫化镍、乙酰丙酮镍中的一种或几种。
[0012]进一步的，所述含铜化合物选自氯化铜、硝酸铜、碳酸铜、磷酸铜、碱式碳酸铜、醋酸铜、草酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硫化铜中的一种或几种。
[0013]进一步的，所述含锌化合物选自氯化锌、硝酸锌、碳酸锌、磷酸锌、碱式碳酸锌、醋酸锌、草酸锌、氧化锌、氢氧化锌、硫化锌、乙酰丙酮锌中的一种或几种。
[0014]进一步的，所述含钌化合物选自氯化钌、硝酸钌、碳酸钌、醋酸钌、草酸钌、氧化钌、氢氧化钌、硫化钌、乙酰丙酮钌中的一种或几种。
[0015]进一步的，所述含铑化合物选自氯化铑、硝酸铑、碳酸铑、醋酸铑、草酸铑、氧化铑、氢氧化铑、硫化铑、乙酰丙酮铑中的一种或几种。
[0016]进一步的，所述含钯化合物选自氯化钯、硝酸钯、碳酸钯、醋酸钯、草酸钯、氧化钯、氢氧化钯、硫化钯、乙酰丙酮钯中的一种或几种。
[0017]进一步的，所述含银化合物选自氯化银、硝酸银、碳酸银、醋酸银、草酸银、氧化银、硫化银、乙酰丙酮银中的一种或几种。
[0018]进一步的，所述含锡化合物选自氯化锡、硝酸锡、碳酸锡、醋酸锡、草酸锡、氧化锡、氢氧化锡、硫化锡、乙酰丙酮锡中的一种或几种。
[0019]进一步的，所述含铱化合物选自氯化铱、硝酸铱、碳酸铱、醋酸铱、草酸铱、氧化铱、氢氧化铱、硫化铱、乙酰丙酮铱中的一种或几种。
[0020]进一步的，所述含金化合物选自氯化金、氯金酸、氧化金、氢氧化金、氰化金钾、硫化金中的一种或几种。
[0021]进一步的，所述含铂化合物选自氯化铂、氯铂酸、醋酸铂、氧化铂、硫化铂、氰化铂中的一种或几种。
[0022]进一步的，所述含铈化合物选自氯化铈、硝酸铈、醋酸铈、硫酸铈、草酸铈、乙酰丙酮铈、硝酸铈铵、氧化铈、硫化铈中的一种或几种。
[0023]进一步的，所述含镧化合物选自氯化镧、硝酸镧、醋酸镧、硫酸镧、草酸镧、乙酰丙酮镧、硝酸镧铵、氧化镧、硫化镧中的一种或几种。
[0024]进一步的，所述含有还原性物质的绿色植物材料为含有还原性物质的绿色植物的根、茎、叶、花、果实以及种子；所述还原性物质为叶绿素、多糖、还原性糖(蔗糖、壳聚糖等)、多酚、黄酮类、萜类、没食子酸、维生素C、蛋白质。含有还原性物质的绿色植物材料优选为柑橘属植物的果实及果皮、山茶属植物的叶子和果实、仙人掌属植物、油料作物的种子及榨油后的残渣、藻类、桉树叶、冬青叶、浒苔、咖啡渣、甘蔗渣、香蕉皮、柿子、甜菜渣、苹果核、橙子渣、地瓜渣、五倍子和蘑菇。
[0025]进一步的，所述非氧化性溶剂选用乙醇、异丙醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种。
[0026]第二方面，本申请提供一种机械化学制备纳米复合材料的方法，是采用以下技术方案得以实现的。
[0027]一种机械化学制备纳米复合材料的方法，向上述金属化合物和含有还原性物质的绿色植物材料或其提取物中加入一定质量的高分子聚合物、惰性盐类、掺杂物质前躯体或
载体材料，再放入研磨罐中；Fe、高分子聚合物、惰性盐类、掺杂物质前躯体和载体材料的质量比为1:1~100:1~50:0~2:0~50。
[0028]进一步的，所述高分子聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、淀粉、十二烷基磺酸钠中的一种或几种。
[0029]进一步的，所述惰性盐类选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或几种。
[0030]进一步的，所述掺杂物质前躯体选自硼化合物、硫化合物、磷化合物、钙化合物、镁化合物、镍化合物、钴化合物、锰化合物、铜化合物、锌化合物、硒化合物、锡化合物、锆化合物、钼化合物、钌化合物、铑化合物、钯化合物、镧化合物、铈化合物中的一种或几种。
[0031]进一步的，所述载体材料选自碳材料、金属氧化物、金属氢氧化物、层状双金属氢氧化物、石墨化氮化碳、天然矿物材料、天然纤维材料中的一种或几种。
[0032]进一步的，所述球磨机械选自行星式球磨机、振动式球磨机、卧式滚筒球磨机、搅拌式球磨机中的一种。
[0033]本申请具有以下有益效果。
[0034]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械化学制备纳米材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.将金属化合物和含有还原性物质的绿色植物材料或其提取物按照质量比为1:1~100的比例混合后，放入研磨罐中并加入玛瑙或氧化锆小球；S2.研磨罐充填惰性气体密封后，置于球磨机械上以50~800 rpm研磨0.5~96 h；S3.采用非氧化性溶剂对步骤S2获得的产物进行清洗，得到纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种机械化学制备纳米材料的方法，其特征在于：所述金属化合物选自含锰化合物、含铁化合物、含钴化合物、含镍化合物、含铜化合物、含锌化合物、含钌化合物、含铑化合物、含钯化合物、含银化合物、含锡化合物、含铱化合物、含金化合物、含铂化合物、含铈化合物、含镧化合物中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种机械化学制备纳米材料的方法，其特征在于：所述含锰化合物选自氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、碳酸锰、醋酸锰、氧化锰、四氧化三锰、硫化锰中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的一种机械化学制备纳米材料的方法，其特征在于：所述含铁化合物选自氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、醋酸铁、碳酸铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、柠檬酸铁、氢氧化铁、氧化铁、硫化铁、二茂铁、乙酰丙酮铁中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的一种机械化学制备纳米材料的方法，其特征在于：所述含钴化合物选自氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴、碳酸钴、氧化钴、四氧化三钴、氢氧化钴、硫化钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，李铁龙，王玥，孙钰洲，宋程宇，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：