[发明专利]一种ZnO/C中空微球及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种ZnO/C中空微球及其制备方法。本发明提供的一种ZnO/C中空微球，由以下步骤制得：步骤1：将海藻酸钠水溶液逐滴加入到可溶性锌盐溶液中，得到螯合物前驱体微球；步骤2：取步骤1所制备的螯合物前驱体微球，水热反应，得到ZnO/C中空微球。本发明提供的制备方法简单且容易操作，并且成本较低，适合大批量的工业化生产。通过该方法制备的ZnO/C中空微球尺寸均匀，且其尺寸可通过实验参数有效调控，完整保留了前驱体微球的形貌。该ZnO/C中空微球可广泛用于催化，气体吸附，油水分离，锂离子电池电极材料等领域。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种ZnO/C中空微球及其制备方法

背景技术

氧化锌是一种用途十分广泛的宽带隙半导体材料，被广泛用于催化，气体吸附，油水分离，锂离子电池电极材料等重要的工业技术领域。而其中纳米级氧化锌由于其重要的应用价值和新颖的特性，使其成为近年来纳米材料制备领域的热点之一。研究人员已经合成了包括纳米线、纳米棒、纳米电缆、纳米带、纳米管以及蒲公英状等在内的许多形貌的氧化锌。在氧化锌的众多形貌当中，中空微球结构由于具有低密度、高的比表面积、和独特的光、电和表面特性而使得它在催化剂载体、微反应器等领域有着广阔的应用前景目前，关于合成氧化锌中空微球的报道比较少见，Puxian Gao等运用物理沉积过程中的自组装方法合成了微米级的氧化锌中空微球。Kunho Liu等用液相胶体与气相生长相结合的方法在硅基版上生长出了棱镜状的亚微米级氧化锌中空结构。然而上述方法制备过程比较复杂，而且耗时较长。不仅对实验条件要求比较苛刻，还需要在高温和特定的气氛条件下进行，产率不高，不宜大批量生产。因此，设计出工艺简单、成本低、操作简便、对设备要求低、容易批量生产的方法来进行氧化锌中空微球的生产成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种ZnO/C中空微球及其制备方法，解决了现有技术中制备氧化锌中空微球过程复杂、实验条件要求苛刻且产率不高，不宜大批量生产的技术问题。本发明提供的制备方法简单且容易操作，尺寸可控并且成本较低，适合大批量的工业化生产。所制备的ZnO/C中空微球尺寸均匀且可控，完整保留了前驱体微球的形貌。可广泛用于催化，气体吸附，油水分离，锂离子电池电极材料等领域。

本发明提供了一种ZnO/C中空微球，由以下步骤制得：

步骤1：将海藻酸钠水溶液逐滴加入到可溶性锌盐溶液中，得到螯合物前驱体微球；

步骤2：取步骤1所制备的所述螯合物前驱体微球，水热反应，得到ZnO/C中空微球。

优选的，步骤1中所述海藻酸钠溶液的浓度为0.002～0.05g/ml。

更优选的，步骤1中所述海藻酸钠溶液的浓度为0.01或0.02g/ml。

优选的，步骤1中所述可溶性锌盐溶液的浓度为0.002～0.2g/ml。

更优选的，步骤1中所述可溶性锌盐溶液的浓度为0.01或0.02g/ml。

更优选的，所述海藻酸钠与所述可溶性锌盐的浓度比为1:1～1:2。

进一步优选，所述海藻酸钠与所述可溶性锌盐的浓度比为1:1或1:2。

需要说明的是，所述海藻酸钠溶液与所述可溶性锌盐溶液的溶剂均为去离子水。

优选的，步骤1中所述可溶性锌盐选自氯化锌、硝酸锌和硫酸锌中的一种或多种。

优选的，步骤2中所述水热反应具体为140～200℃下在水热釜中反应2～24h。

更优选的，所述水热反应的温度为140℃、160℃、180℃或200℃。

更优选的，所述水热反应的时间为5h、8h或12h。