[发明专利]核-壳双层氧化锌/四氧化三钴纳米材料的制备方法

说明书

核‑壳双层氧化锌/四氧化三钴纳米材料的制备方法，涉及一种纳米材料的制备方法。是要解决现有方法制备的ZnO/Co₃O₄材料降解效果差的问题。方法：一、将六水合硝酸锌溶于甲醇中形成溶液A，将2‑甲基咪唑溶于甲醇中形成溶液B，溶液A和B混合，置于烘箱中老化，洗涤沉淀，干燥得ZIF8纳米材料；二、将ZIF8纳米材料分散于甲醇中形成溶液C，将氯化钴溶于甲醇中形成溶液D，将2‑甲基咪唑溶于甲醇中形成溶液E，溶液C、D和E混合，置于烘箱中老化，得到固液混合物，洗涤沉淀，干燥得ZIF8@67纳米材料；三、取ZIF8@67纳米材料煅烧，得到ZnO/Co₃O₄纳米材料。本发明用于纳米材料领域。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料的制备方法。

背景技术

在环境化学领域，光催化降解污染物一直是人们关注的热点，被人们普遍认可研究的催化剂主要有ZnO、TiO₂、CdS、ZnS、MoS₂等。制备方法主要包括溶胶-凝胶法、离子交换法、微波辅助沉淀法、电化学沉积法、水热法和溶剂热法以及热处理法。目前应用于污染物降解的材料结构上存在着普遍的缺陷，比如有人已经报道的形貌不均一的ZnO/Co₃O₄材料存在比表面积过小，进而电子空穴复合过快，另一方面没有均一规则的通道供电子空穴定向迁移，都大大减小了光催化效率，降解效果并不理想。

发明内容

本发明是要解决现有方法制备的ZnO/Co₃O₄材料降解效果差的问题，提供一种核-壳双层ZnO/Co₃O₄纳米材料的制备方法。

本发明核-壳双层氧化锌/四氧化三钴纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

一、ZIF8材料的合成：

将六水合硝酸锌(Zn(NO₃)₂·6H₂O)溶于甲醇中形成溶液A，将2-甲基咪唑溶于甲醇中形成溶液B，磁力搅拌器搅拌溶液A的同时，缓慢加入溶液B并继续搅拌5-10min，形成的混合溶液转移至反应釜中，置于烘箱中，于100-120℃条件下老化12-14h，得到固液混合物，用甲醇离心洗涤固体沉淀三次，在70-80℃条件下，干燥8-12h，得到菱形十二面体的ZIF8纳米材料；

二、ZIF8@ZIF67材料的合成：

将ZIF8纳米材料超声30-60min分散于甲醇中形成溶液C，将氯化钴溶于甲醇中形成溶液D，将2-甲基咪唑溶于甲醇中形成溶液E，磁力搅拌器搅拌溶液C的同时，依次缓慢加入溶液D和溶液E，并继续搅拌5-10min，形成的混合溶液转移至反应釜中，置于烘箱中，100-120℃条件下老化12-14h，得到固液混合物，用甲醇离心洗涤固体沉淀三次，在70-80℃条件下，干燥8-12h，得到核-壳双层菱形十二面体的ZIF8@67纳米材料；

三、ZnO/Co₃O₄纳米材料的合成：

取ZIF8@67纳米材料置于瓷舟中，在空气气氛下，放置于马弗炉中，升温至350-370℃煅烧2-3h，升温速率为1-1.5℃/min，得到形貌规整、均一的ZnO/Co₃O₄纳米材料。

进一步的，步骤一溶液A中六水合硝酸锌的质量浓度为29-30g/L。

进一步的，步骤一溶液B中2-甲基咪唑的质量浓度为49-50g/L。

进一步的，步骤一中溶液A和溶液B的体积比为3:(2-2.5)。

进一步的，步骤二溶液C中ZIF8纳米材料与甲醇的质量体积比为(0.14-0.16)g：20mL。