专利名称：一种八面体结构的纳米硒化镍的制备方法
技术领域：
本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及采用溶剂热法制备八面体结构的纳米硒化镍-一种新颖结构硒化镍纳米材料的制备方法。
背景技术：
现有制备硒化镍纳米结构材料的方法包括化学气相沉积法、化学浴沉积法、水热法、溶剂热法等。《美国化学会志》(Journalof the American Chemical Society, 2008 年，130 卷， 第2420-2421页)报道了通过分解单源前驱物Ni [iPr2P (S) NP (Se) iPi^2利用化学气相沉积法在不同温度下沉积，分别得到了异质结构Nia85Se和Ni2P。荷兰爱思唯尔《合金与化合物杂志》(Journal ofAlloys and Compounds, 2010 年，490 卷，第 228-231 页)报道了在非导电玻璃基板上运用化学浴沉积法在含有硫酸镍、八水合氢氧化钡、水合肼以及含硒硫酸钠的酒石酸浴中合成了 NiSe薄膜，所生成的薄膜均一性良好，并且具有很好的粘附性。美国化学会《材料化学》(Chemistry of Materials, 1999年，11卷,第2302-2304页)采用溶剂热方法在不同的反应介质(如嘧啶，四氢呋喃，乙二胺等)中合成了立方体的NiSe2，六边形的Nia85Se以及三斜晶系的Ni3Se2。荷兰爱思唯尔《应用表面科学》(Applied Surface Science, 2011年，257卷，7982-7987页)报道了以六水合氯化镍和四氯化硒作为镍源和硒源前驱物，以水合肼作为还原剂，在加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂的情况下，采用水热法合成了六角形的硒化镍。综上所述，硒化镍在合成和应用方面研究的还较少，八面体结构硒化镍的合成尚没有报道或申请专利。
发明内容
本发明的目的是提出一种八面体结构纳米硒化镍的制备方法，无需使用有机模板和表面活性剂，一步合成，产率高，八面体硒化镍的边长约为200纳米；本方法制备过程简单、节能，适合工业化生产，得到的八面体的硒化镍对于常温催化水合肼的分解具有明显的效果。本发明八面体纳米硒化镍的制备方法包括分别称量一定量的镍源前驱物、硒源前驱物和量取一定体积的溶剂置于高压反应釜内，加搅拌子搅拌20分钟，充分溶解后，密闭反应釜并置于160 180摄氏度烘箱内，反应24小时后，取出反应釜，自然冷却，用乙醇和蒸馏水各洗涤三次，得到样品。所述的镍源前驱物为六水合硫酸镍。所述的硒源前驱物为亚硒酸钠。所述的溶剂为乙二醇。所述的高压反应釜为带聚四氟乙烯内胆的不锈钢自生压力反应釜。本发明提供了一种乙二醇溶剂存在下，制备形貌可控的一步合成八面体纳米硒化镍的方法，无需先行制备模板和使用任何表面活性剂，反应过程温和，易于控制。
本发明中制备八面体纳米硒化镍是由硒源前驱物和镍源前驱物在溶剂热条件下先分别被还原成硒单质和镍单质，随后发生化合反应而形成的。反应温度、反应时间、反应物的比例对产物都有一定的影响，反应温度为160摄氏度，反应24小时，产物是三方硒单质，180和200摄氏度，产物为纯的六方的八面体的纳米结构；在180摄氏度反应36小时， 样品中含有一些八面体的颗粒，但存在较多团聚现象，24小时是最佳时间；镍源和硒源反应物的物质的量比例对产物的物相也有一定的影响，。本发明制备的八面体硒化镍，用样品来催化水合肼的分解具有很好的效果，如用 50毫克硒化镍样品催化100毫升4. OX 10_3摩尔每升的水合肼溶液，只需40分钟，溶液中的水合肼即完全被催化分解，可通过紫外可见分光光度计测量。本发明制备的八面体硒化镍具有较高的催化活性，该产品可用作催化剂，如催化水合肼等有害物质的分解。同时，该产品还可用于光记录材料、太阳能电池、激光材料和光电化学材料；
图I为实施例I中以乙二醇为溶剂200摄氏度溶剂热反应制备得到的八面体纳米结构硒化镍电子扫描电镜图(SEM)；图2为实施例I中在反应36小时后,溶剂热反应制备得到八面体纳米结构硒化镍电子扫描电镜图(SEM)；图3为实施例I中在六水合硫酸镍和亚硒酸钠的物质的量之比为0. 85 : I时溶剂热反应制备得到的硒化镍纳米结构的SEM图；图4、图5为实施例2中以乙二醇为溶剂制备得到的硒化镍八面体纳米结构电子扫描电镜图(SEM)；图6为实施例2中制备得到的硒化镍八面体纳米结构的X射线衍射图；图7为实施例2中制备得到的硒化镍八面体纳米结构材料对降解水合肼的催化作用曲线图。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做具体的说明。实施例I :不同条件下制备八面体结构的纳米硒化镍这一步是制备产物八面体纳米硒化镍的条件摸索阶段。(I)将0. 1314克六水合硫酸镍和0. 0866克亚硒酸钠加到25毫升带有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，随后加入 20毫升乙二醇，搅拌20分钟后，密闭反应釜，放入数显控温炉内，分别在160、180、200摄氏度反应24小时。(2)将0. 1455克六水合硫酸镍和0. 0866克亚硒酸钠加到25毫升带有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，随后加入20毫升乙二醇，搅拌20分钟后，密闭反应釜，放入数显控温炉内，在180摄氏度分别反应24、36小时。(3)分别将0. 1117克六水合硫酸镍和
0.0866克亚硒酸钠、0. 1314克六水合硫酸镍和0. 0866克亚硒酸钠加到25毫升带有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，随后加入20毫升乙二醇，搅拌20分钟后，密闭反应釜，放入数显控温炉内，分别在180摄氏度反应24小时。所得产物用蒸馏水和乙醇经几次离心洗涤后烘干，用于表征和测试。
采用日本日立扫描显微镜S4800 (SEM)对不同反应温度和不同反应物配比下得到的样品进行了形貌表征、采用飞利浦X’ Pert PRO SUPERX射线衍射仪(XRD)对不同反应时间样品物相进行了表征。图I为实施例I中在200摄氏度溶剂热反应制备得到产物的SEM图，主要为一些不规则的颗粒，大小不均匀，含有少许八面体状的硒化镍颗粒；图2为实施例I中在反应36小时后，溶剂热反应制备得到产物的X射线粉末衍射图，样品中含有一些八面体的颗粒，但存在较多团聚现象；图3为实施例I中在六水合硫酸镍和亚硒酸钠物质的量之比为O. 85 : I时溶剂热反应制备得到的八面体结构产物的X射线粉末衍射图，样品中主要为六方相的硒化镍， 但存在一些杂质峰；上述现象表明，反应温度、反应时间和反应物的配比对样品的形貌和物相影响非常大。实施例2 :制备硒化镍纳米片将O. 1314克六水合硫酸镍和O. 0866克亚硒酸钠加到25毫升带有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，随后加入20毫升乙二醇，搅拌20分钟后，密闭反应釜，放入数显控温炉内，在180摄氏度反应24小时。所得产物用蒸馏水和乙醇经几次离心洗涤后烘干，用于表征和测试。采用飞利浦X Pert PRO SUPER X射线衍射仪(XRD)对样品物相进行了表征、日本日立扫描显微镜S4800对样品形貌进行了表征、岛津-3600对样品的催化水合肼分解的性质进行了测试。图4、图5为本实施例产物的电子扫描照片，表明该产物是由边长为200纳米左右的八面体结构组成。图6为本实施例产物的X射线衍射图(XRD)，与XRD标准图谱比较，表明了得到的是纯的六方相硒化镍晶体，没有杂质峰被检测到。图7为本实施例产物在室温下对催化水合肼分解的紫外-可见吸收曲线，由图7 可以看出，50毫克八面体硒化镍催化分解100毫升4. OX 10_3摩尔每升的水合肼溶液只需要40分钟。
权利要求
1.一种八面体纳米硒化镍的制备方法，包括分别称量一定量的镍源前驱物六水合硫酸镍和硒源前驱物亚硒酸钠，量取一定体积的乙二醇溶剂置于带聚四氟乙烯内胆的不锈钢自生压力高压反应釜内，加搅拌子搅拌20分钟，充分溶解后，密闭反应釜并置于160 180 摄氏度烘箱内，反应24小时后，取出反应釜，自然冷却，用乙醇和蒸馏水各洗涤三次，得到样品。
全文摘要
本发明提出一种八面体结构的纳米硒化镍的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。特征是将0.1314克六水合硫酸镍和0.0866克亚硒酸钠加到25毫升带有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，随后加入20毫升乙二醇，搅拌20分钟后，密闭反应釜，放入数显控温炉内，在180摄氏度反应24小时。所得样品经三次离心洗涤后烘干得到产物。本发明无需使用有机模板和表面活性剂，一步合成，产率高，硒化镍呈八面体结构；本方法制备过程简单、节能，适合工业化生产，得到的八面体的硒化镍对水合肼的分解具有很好的催化作用。
文档编号C01B19/04GK102583273SQ20121003392
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者刘程成, 宋吉明, 张胜义, 毛昌杰, 牛和林, 王夏昆, 王娇, 赵京凤 申请人:安徽大学