一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法技术

一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法,属于材料学技术领域。其是将CaCO3纳米球分散到H2O和DMF的混合液中；H2O和DMF的体积比为7:3～8:2；将Zn(AcO)2加入到上述混合液中，使Zn/Ca的摩尔比为5:1～7:1，连续搅拌后室温陈化；离心收集沉淀后真空干燥；煅烧后得到CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。该方法制备的核-壳结构纳米材料产物形态和结构可以调控；产率较高；工艺简单、操作方便，利于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料学
，具体涉及一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的简便制备方法。
技术介绍
核-壳结构纳米材料因具有功能化的核芯成份和壳层成份而在多领域得到广泛应用，如感受器、药物载体、生物医学成像、催化剂、光催化剂(包括燃料电池)等，该类材料也因此而受到众多研究者的关注。制备核-壳结构纳米材料的方法有很多，模板法具有高效、简便的特点而常被用于制备球形核-壳结构纳米材料。常用的模板材料有很多，如硬模板包括硅球、聚苯乙烯乳液和软模板等。纳米CaCO3具有较强的渗透性，在颜料、光学玻璃、陶瓷和电容器制备等方面得到广泛应用。CaCO3微球可通过分解形成CaO，特别适于作为模板制备核-壳结构微球，以CaCO3纳米球作为模板制备CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的研究尚未见报道。目前，ZnO作为功能型半导体材料在很多领域得到广泛应用，如场效应晶体管、染料活化太阳能电池、生物传感器和固相气敏探针等。ZnO具有广阔的潜在应用价值，其形态和分布的研究受到密切关注。湿化学法、喷雾干燥法和热溶液法或水热法是制备ZnO的常用方法。合成环境如形态调节剂和反应介质可影响ZnO的微结构，文献报道，合成的规则纳米ZnO，可呈现不同的结构，如棒状、纳米线、星形、四角形、花形、球形和高度对称的结构等。但是，关于制备CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的研究报道较少,与低维度的ZnO纳米材料相t匕，CaO/ZnO核-壳结构纳米材料具有高度聚集性、吸光效应和光催化活性。专利技术內容 本专利技术的目的在于提供一种制备CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的简便方法，将CaCO3纳米球分散到H2O和DMF的混合液中；再将Zn (AcO) 2加入到混合液中，连续搅拌；室温陈化；离心收集沉淀:真空干燥；通过高温煅烧，形成球形或类球形等不同形态的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。本专利技术通过简便的液中沉淀法制备CaO/ZnO核-壳结构纳米材料,该材料具有核芯成份CaO和壳层成份ZnO。以CaCO3纳米球作为模板和形态调节剂，而Zn (OH) 2层通过液中沉淀过程形成，经高温煅烧后，即获得CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法:(I) CaCO3纳米球分散到H2O和DMF的混合液中；在混合液中，CaCO3的浓度为0.08 0.10mol/L, H2O 和 DMF 的体积比为 7:3 8:2 ;(2)将Zn(AcO)2加入到上述混合液中，使Zn/Ca的摩尔比为5:1 7:1，连续搅拌10 18h ；(3 )室温陈化12 36h ;(4) 3000 8000rpm离心收集沉淀；(5)常温真空干燥12 72h;(6) 450 830°C煅烧I 3h，形成CaO/ZnO复合结构的纳米材料。纳米CaCO3购自上海试剂公司。醋酸锌(Zn(AcO)2)和N，N 二甲基甲酰胺(DMF)为分析纯，应用时不需纯化，全部实验过程中使用的水均为去离子水。在常温常压条件下，通过XRD、SEM和TEM对产物的形成过程、形态和结构进行表征。本专利技术提供的方法与现有制备方法相比具有以下优点及突出性效果:该方法制备的核-壳结构纳米材料产物形态和结构可以调控；产率较高；工艺简单、操作方便，利于产业化。附图说明图1:实施例1制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的XRD谱图，说明所制备的材料中包含有CaO和ZnO ；图2:不同Zn/Ca摩尔比(图2a5:1、图2b7:1)制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料TEM照片；图3:不同反应温度(图3a450°C、图3b830°C)制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料TEM照片；图4:不同H20/DMF的体积比(图4a8:2、图4b7:3)制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料TEM照片。具体实施例方式具有核芯成份C aO和壳层成份ZnO的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料是通过简便的液中沉淀法制备的。将CaCO3纳米球分散到水和DMF的混合液中，再将醋酸锌加入到混合液中，持续搅拌。经高温煅烧，获得CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。下面通过几个典型实施例进一步说明本专利技术的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法及其特点。1、不同Zn/Ca摩尔比制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料实施例1:CaCO3纳米球(粒径60_80nm)分散到H2O和DMF的混合液中，然后，将不同量的Zn(AcO)2 (以Zn/Ca摩尔比计算)加入到该混合液中，持续搅拌，陈化。离心收集沉淀,真空干燥。通过高温煅烧，形成CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。Zn/Ca摩尔比为5:1时，所制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的形态为短棒形或类球形，轻度聚集。Zn/Ca摩尔比为7: 1，所制备的CaO/ZnO核-壳结构纳米材料为球形，粒径增加到500nm，微球分散性好，ZnO壳层的厚度约为50nm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CaO/ZnO核?壳结构纳米材料的制备方法，其步骤如下：（1）将CaCO3纳米球分散到H2O和DMF的混合液中；H2O和DMF的体积比为7：3～8：2；（2）将Zn(AcO)2加入到上述混合液中，使Zn/Ca的摩尔比为5：1～7：1，连续搅拌；（3）室温陈化；（4）离心收集沉淀；（5）常温真空干燥；（6）煅烧后得到CaO/ZnO核?壳结构纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法,其步骤如下:(1)将CaCO3纳米球分散到H2O和DMF的混合液中；H20和DMF的体积比为7:3 8:2 ;(2)将Zn(AcO)2加入到上述混合液中，使Zn/Ca的摩尔比为5:1 7:1，连续搅拌； (3)室温陈化； (4)离心收集沉淀； (5)常温真空干燥； (6)煅烧后得到CaO/ZnO核-壳结构纳米材料。2.如权利要求1所述的一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤(I)中混合液中，CaCO3的浓度为0.08 0.10mol/L。3.如权利要求 1所述的一种CaO/ZnO核-壳结构纳米材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥伟，孙宏晨，张颖丽，林权，张恺，杨柏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：