[发明专利]纳米Cr2

说明书

本发明公开了一种纳米Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;材料，该纳米Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;材料是通过片状的纳米粒子堆叠形成的类球形的、中空的花状，所述片状的纳米粒子粒径为：长度100～500nm，宽度20～100nm，厚度10～50nm。本发明还公开了该纳米Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;材料的制备方法和应用。本发明选择羧酸或羧酸水溶液作为溶剂在压力容器中进行溶剂热反应，制备得到的Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;可以自组装空心花球形结构，Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;材料粒径分布均匀、比表面积大、催化活性高，方法简单、原料易得、成本低廉、适于大规模制备；该结构的Crsubgt;2/subgt;Vsubgt;4/subgt;Osubgt;13/subgt;用于甲基芳烃的氨氧化反应制备芳香腈时，氨氧化反应温度为300～420℃；与其他的钒铬催化剂相比，不仅反应温度明显降低，选择性提高，而且反应活性提高了10～40％。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种纳米Cr₂V₄O₁₃材料及其制备方法和应用。

背景技术

纳米Cr₂V₄O₁₃是一种重要的无机功能材料，应用于催化、电池材料、吸附材料、传感器等领域。作为吸附材料，可用于去除水中偶氮染料；作为电池材料，可用于制备新型锂电池正极。

合成Cr₂V₄O₁₃材料的方法主要有：通过高温固相反应将Cr₂O₃和V₂O₅按照1:2在635℃下多次循环煅烧反应生成(E.Filipek,J.Walczak,P.Tabero.J.AlloyCompd.,1998,265:121-124)；或者通过化学共沉淀法以Cr(NO₃)₃·9H₂O和NH₄VO₃为原料合成(S.Kalal,A.Pandey,R.AmetaandP.B.Punjabi.CogentChem.,2016,2:1143344；JinzhiSheng,QidongLi,QiulongWei，etal.NanoRes.,2014,7(11):1604-1612)。但这些方法制备的的材料粒径普遍在微米级以上，而且结晶度不高，材料没有完整形貌，微粒粒径大、比表面积小、这就使得微粒的表面活性差，化学反应的接触面小，从而限制了它的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为提供一种纳米Cr₂V₄O₁₃材料，该纳米Cr₂V₄O₁₃材料是通过片状的纳米粒子堆叠形成的类球形的、中空的花状(可称为空心花球型)，其中片状的纳米粒子粒径为：长度100～500nm，宽度20～100nm，厚度10～50nm。该空心花球形的纳米Cr₂V₄O₁₃材料作为氨氧化催化反应的催化剂，具有较好的催化效果。本发明的纳米Cr₂V₄O₁₃材料是通过以下方法制备得到的：

将钒源与铬源按金属原子摩尔比2：1的比例置于压力容器中，加入溶剂并混合均匀，密封后升温至120～300℃，溶剂热反应2～200小时，产物经过滤、洗涤、真空干燥，得前驱体；

将前驱体在300～800℃温度下煅烧0.1～10小时，冷却至室温，即得纳米Cr₂V₄O₁₃。