[发明专利]一种分级蒲公英花状ZnO-Al2O3复合物及其制备方法

说明书

技术领域 本发明涉及一种金属氧化复合物及其制备方法。

背景技术 氧化锌是一种多功能性的新型无机材料。由于氧化锌尺寸的细微化，使得其比表面积急剧增加，因而产生一系列特殊的物理效应。同时，氧化锌在解决能源、环境等问题上显现出诱人的潜在应用前景，当前氧化锌及其复合物的研究已经成为国内外研究的热点。目前，针对氧化锌的研究主要集中于不同形貌氧化锌材料的制备、氧化锌及其复合材料的制备以及氧化锌基复合材料的性能研究和应用。对于复合材料的功能性的研究，尤其是关于氧化锌及其氧化锌的复合物对于吸附性的研究鲜少报道。

随着环境污染的加剧，人们越来越重视环境的修复问题。针对染料废液一般是通过染料吸附物质如活性炭、生物材料等进行吸附处理，但吸附效果不显著，而且成本高昂。因此，寻求具有高效吸附作用、廉价的氧化锌及其氧化锌的复合物用于保护环境安全方面的研究具有巨大的潜在应用价值。

发明内容 本发明的目的在于提供一种具有高效吸附作用、廉价的分级蒲公英花状ZnO-Al₂O₃复合物及其制备方法。本发明主要是将硝酸铝、硫酸铝钾与尿素配比制取Al₂O₃，再把Al₂O₃与硝酸锌、尿素按比例反应后得到ZnO-Al₂O₃复合物。制得的ZnO-Al₂O₃复合物具有较高的结晶度和片层空心球形貌，类似于蒲公英花形状，为新功能材料的研发提供技术支持。

本发明的分级蒲公英花状ZnO-Al₂O₃复合物制备方法如下：

1.原材料：

硝酸铝、硫酸铝钾、尿素、去离子水、无水乙醇及硝酸锌(其中硝酸铝、硫酸铝钾、尿素、无水乙醇及硝酸锌的纯度均为99％以上)。2.制备方法：

(1)Al₂O₃的合成

在35℃下将硝酸铝、硫酸铝钾与尿素按各物质摩尔比，即硝酸铝：硫酸铝钾：尿素＝2:1:3～2:1:5，溶解于去离子水中搅拌，超声分散15min，再转入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，将密封好的反应釜放入烘箱中，于180℃下放置6h后取出待冷却至室温，将生成的白色固体用去离子水与无水乙醇交替洗涤3次以上去除杂质，最后将洗涤后的反应物在80℃下烘干12h，得到AlOOH固体，将AlOOH固体在600℃下焙烧3h得到Al₂O₃；

(2)合成ZnO-Al₂O₃复合物

将步骤(1)获得的Al₂O₃与硝酸锌和尿素分别按各物质摩尔比，即Al₂O₃：硝酸锌：尿素＝1:1:9～1:3:9混合，其中Al₂O₃作为反应基体，在35℃下加入去离子水搅拌30min形成均匀的白色悬浊液，然后转入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，将密封好的反应釜放入烘箱中，于100～140℃下放置12～24h，冷却至室温后将生成的白色固体用去离子水与无水乙醇交替洗涤3次以上去除杂质，在80℃下烘干12h，最后在500℃下焙烧4h，得到ZnO-Al₂O₃复合物。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)通过原位生长方法所合成的分级蒲公英花状ZnO-Al₂O₃复合物，具有较高的结晶度和片层空心球形貌，极大的丰富了金属复合物形貌控制的研究。

(2)该合成方法具有操作简单便捷、成本低廉的特点。

(3)对制备的ZnO-Al₂O₃复合物进行甲基蓝染料废水的吸附性能研究，该研究结果表明其吸附量高达228.3mg/g，ZnO和Al₂O₃单独进行吸附试验其吸附量分别为59.12mg/g和107.3mg/g，这进一步说明该复合物对吸附甲基蓝染料具有良好的效用。因此，本发明扩大了ZnO-Al₂O₃复合物的应用范围，扩展了金属氧化复合物功能性的研究。

附图说明

图1为本发明实施例1中分级蒲公英花状ZnO-Al₂O₃复合物的粉末X射线衍射图