一种球形二硒化镍粉体的制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料制备技术领域，涉及一种球形二硒化镍粉体的制备方法。该方法的具体步骤为：1）将含Ni2+水溶性盐和单质硒粉混合于溶剂中，超声振荡20min-40min，搅拌均匀，得反应液；所述溶剂由乙二胺和质量百分含量为60%-80%的水合肼按照体积比为1:3~6混合组成；2）将所述反应液在100℃-180℃的温度下，密封反应12h-20h；然后冷却，用乙醇和蒸馏水洗涤2-3次，再在60℃-80℃下烘干，得平均直径为2.8μm-3.2μm的球形二硒化镍粉体。本发明专利技术的方法无需先行制备模板和使用任何表面活性剂，反应温和，一步合成，工艺简单，制备的二硒化镍形状规则，结构均匀，有利于后续应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料制备
，特别涉及。
技术介绍
过渡金属硫属化物由于其特殊的物理化学性质，在过去几十年里受到材料科学领域的巨大的关注，并已经广泛应用于光学记录材料、太阳能电池、超离子导体材料、催化剂、传感器以及激光材料等各种领域。二硒化镍是一种典型的过渡金属硫属化物。由于二硒化镍在电学和磁学方面有更为特殊的性质，而且纳米材料的组成成分、晶体结构、晶体形状和尺寸对它的性质有很大的影响，所以二硒化镍控制合成成为科学家研究的焦点。目前二硒化镍合成方法有固相法、沉淀法、水热法和溶剂热法等。由于水热法和溶剂热法能使晶体在非受限的条件下充分生长，具有晶体形貌、大小可控，结晶完好等优点，所以水热法和溶剂热法是两种最为常见的合成方法。目前报道的利用水热法和溶剂热法制备二硒化镍的研究比较多，如一种六角形二硒化镍纳米星的制备方法(杜为民等，专利技术专利公开号CN101049917A)，该专利技术采用乙酰丙酮合镍和硒粉为原料，油酸和苯甲醚分别作为表面活性剂和溶剂，在160-20(TC恒温条件下反应8-24小时得到六角形二硒化镍纳米星粉体，但该种方法反应温度要求较高，且需要添加表面活性剂来对纳米星的生长提供结构导向作用；一种层片状二硒化镍的制备方法(ff. Zhang et al. Journal of Crystal Growth 2009, 209, 213-216),该方法米用六水合氯化镍和硒粉为原料，EDTA或油酸作络合剂，高浓度的NaOH溶液作溶剂，在9(Tl00°C下恒温反应10-15小时，得到层片状二硒化镍粉体，该种方法较为复杂，且限制条件较多；一种二硒化镇纳米棒的制备方法(B. Li NanoStructured Materials, 1999, 11, 1067 -1071)，该方法采用无水氯化镍和硒粉为原料，乙二胺作溶剂，在160°C恒温条件下反应10小时，得到二硒化镍纳米棒粉体，但该种方法操作复杂，采用的无水氯化镍是经过六水合氯化镍前期复杂处理得到，且得到的纳米棒的粒径范围分布过宽；一种二硒化镍纳米管的制备方法(H. Fan Journal of Crystal Growth 2009, 311, 4530-4534),该方法米用醋酸镇和氧化硒作原料，乙醇胺作溶剂，聚乙烯醇作模板，在160°C恒温下反应16小时，得到二硒化镍纳米管粉体，该种方法操作复杂，且得到的产物形貌不够均一。有关二硒化镍各种形貌的制备方法并未在上述内容中一一涉及，但大部分方法所得到的粒子大小不是很均匀，产物形貌不均一，操作比较复杂，需要制备模板、添加表面活性剂等缺点。作为锂离子电池负极材料， 二硒化镍活性材料表现出了较高的比容量，二硒化镍负极材料的理论容量为495mA · h/g,远高于碳负极材料的理论容量372mA · h/g,作为锂离子电池负极材料具有良好的应用前景。然而，由于在充放电过程中基体结构变化而产生材料粉化问题，限制了其大规模应用。以往的研究表明，二硒化镍活性材料的物性结构、均匀性等特性对于材料的电极性能是非常重要的，故球形结构材料的热力学稳定、各向同性及较大的填充密度等优点得到广泛的关注，然而目前相关文献中还完全未涉及到均匀球形二硒化镍的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，无需先行制备模板和使用任何表面活性剂，反应温和，一步合成，工艺简单，制备的产物为球形二硒化镍粉体，并且所制备的球形颗粒非常均匀，不产生团聚现象，有利于提高材料的热力学稳定、各向同性及填充密度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为 ，具体步骤为 1)将含Ni2+水溶性盐和单质 硒粉混合于溶剂中，超声振荡20min-40min，搅拌均匀，得反应液，所述含Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度为O. 01 mol/L O. 2mol/L，所述单质硒粉的物质的量为Ni2+物质的量的Γ8倍；所述溶剂由乙二胺和质量百分含量为60%-80%的水合肼按照体积比为1:3飞混合组成； 2)将所述反应液在100°C-180°C的温度下，密封反应12h _20h ;然后冷却，用乙醇和蒸馏水洗涤2-3次，再在60°C _80°C下烘干，得平均直径为2. 8 μ m_3. 2 μ m的球形二硒化镍粉体。所述含Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度优选为O. 05mol/L。所述单质硒粉的物质的量优选为Ni2+物质的量的6 8倍。超声振荡的时间优选30min。所述溶剂优选由乙二胺和质量百分含量为80%的水合肼按照体积比为1:4飞混合组成。更优选为由乙二胺和质量百分含量为80%的水合肼按照体积比为1:3混合组成。所述含Ni2+水溶性盐优选为六水合氯化镍或六水合硫酸镍。下面对本专利技术做进一步的解释和说明 通过本专利技术的方法，专利技术人首次成功制备球形二硒化镍粉体，所述的球形二硒化镍粉体是由单质硒在水热条件下被还原成Se22_离子，随后与镍离子发生化合反应而形成。本专利技术的反应条件至关重要，当Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度小于O. 01mol/L时得到产物的形貌为粒子，当Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度大于O. 2mol/L时，得到产物的形貌为八面体；当硒镍物质的量的比小于4时，产物均为NihSe (χ=Γθ. 85);大于4时，产物还含有一定量的单质硒杂质。当混合溶剂中乙二胺和80%水合肼的体积比例大于1:3时，得到的产物形貌基本上都是八面体或切角八面体；小于1:6时，得到的产物形貌为类球形，不规则。反应温度低于100°C时，产物形貌仍为无定形的前驱体和单质硒纳米棒；考虑到安全问题，水热温度不超过180°C为宜。产物的形态随反应时间的变化而变化，应该控制反应时间在12h-20h为宜，反应时间低于12h时，产物形貌为纳米粒子或纳米线；高于20h时，产物形貌为球形或者八面体。本专利技术的反应溶剂采用的是80%水合肼和乙二胺，水合肼主要起还原剂的作用，且乙二胺主要对镍离子起络合作用，使得二硒化镍晶体在生长的过程中达到很好的控制生长，从而使之具有较好的均匀性。作为锂离子电池负极材料，二硒化镍活性材料表现出了较高的比容量，二硒化镍负极材料的理论容量为495mA · h/g,远高于碳负极材料的理论容量372mA · h/g,作为锂离子电池负极材料，二硒化镍材料的物性结构、均匀性等特性对于电极性能影响较大，使用均匀的球形结构材料可以提高材料的热力学稳定、各向同性及填充密度等性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、本专利技术采用了溶剂热法，操作简单，形貌可控，反应温和，一步合成，工艺简单，易于控制，并且无需先行制备模板和使用任何表面活性剂，节约成本。2、使用本专利技术的方法制备出的产品为规则的球形二硒化镍，粒径均匀，不产生团聚现象，有利于提高材料的热力学稳定、各向同性及填充密度。附图说明图1为实例I制备的球形粉体的典型SEM照片； 图2为实例2制备的球形粉体的典型SEM照片； 图3为实例3制备的球形粉体的典型SEM照片； 图4为实例I制备的球形粉体的XRD 图5为实例2制备的球形粉体的XRD 图6为实例3制备的球形粉体的XRD图。`具体实施例方式以下结合实施例和附图对本专利技术做具体的说明，而不是对本专利技术的进一步限定。实施例1 : 将O. 2379g(0. 05mol/L)六水合氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形二硒化镍粉体的制备方法，其特征是，具体步骤为：1）将含Ni2+水溶性盐和单质硒粉混合于溶剂中，超声振荡20min?40min，搅拌均匀，得反应液，所述含Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度为0.01?mol/L?~0.2mol/L，所述单质硒粉的物质的量为Ni2+物质的量的4~8倍；所述溶剂由乙二胺和质量百分含量为60%?80%的水合肼按照体积比为1:3~6混合组成；2）将所述反应液在100℃?180℃的温度下，密封反应12?h??20h；然后冷却，用乙醇和蒸馏水洗涤2?3次，再在60℃?80℃下烘干，得平均直径为2.8μm?3.2μm的球形二硒化镍粉体。

【技术特征摘要】
1.ー种球形ニ硒化镍粉体的制备方法，其特征是，具体步骤为 1)将含Ni2+水溶性盐和单质硒粉混合于溶剂中，超声振荡20min-40min，搅拌均匀，得反应液，所述含Ni2+水溶性盐在反应液中的浓度为0. 01 mol/L 0. 2mol/L，所述单质硒粉的物质的量为Ni2+物质的量的41倍；所述溶剂由こニ胺和质量百分含量为60%-80%的水合肼按照体积比为1:3飞混合组成； 2)将所述反应液在100°C-180°C的温度下，密封反应12h _20h;然后冷却，用こ醇和蒸馏水洗涤2-3次，再在60°C _80°C下烘干，得平均直径为2. 8 u m-3. 2 u m的球形ニ硒化镍粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曙光，宋沿德，曾凯，李海斌，李富进，刘鹏，廖红卫，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：