一种固相化学反应制备草酸锌纳米空心球及空心链的方法.pdf

一种固相化学反应制备草酸锌纳米空心球及空心链的方法
    技术领域  本发明涉及固态的锌盐和有机酸通过一步低温固相化学反应制备草酸锌纳米空心球以及固态的锌盐和有机酸在合适的表面活性剂存在下通过一步低温固相化学反应制备草酸锌纳米空心链。

    背景技术  由于结构、尺寸和形貌等因素对纳米材料及其应用具有的重要影响，人们越来越重视各种各样特殊的纳米结构和纳米尺寸上的特殊形貌的材料，其中之一就是纳米空心结构材料。它具有纳米微粒的特性，同时又由于这类材料的空心部分可容纳大量的客体分子或大尺寸的客体，从而产生一些基于微观“封装”、“包裹”效应的性质，纳米或纳米尺度的空心结构材料在很多技术领域都有重要的应用。

    现有空心结构材料的制备方法需要用到模板，包括胶体、胶束粒子模板、无机化合物粒子模板、液滴模板、高分子聚合物粒子模板、金属胶粒模板等。典型的制备过程可以描述如下：首先设法形成以模板材料为核，目标化合物或其前驱物为外壳涂层的核∥壳复合结构；然后去掉模板，得到内径由模板直径所决定地空心结构的材料。这种操作过程往往复杂而且耗时。

    发明内容  本发明的目的在于提供一种工艺简便、反应不需要溶剂、对环境几乎无污染、能耗低、产率高的制备纳米空心结构材料的方法。本发明人在研究固-固相化学反应过程中，发现当固态的锌盐和固态有机酸两个反应物发生化学反应时，会形成空心球状的纳米微粒；同时还发现当向反应体系中加入合适的表面活性剂时，由于表面活性剂的存在提供了一个反应界面，有利于纳米晶按照一定的方向规则排列，从而形成空心链型纳米结构。本发明制备纳米空心型结构材料的方法是将两固态反应物在没有表面活性剂存在和有表面活性剂存在的两种情况下按一定反应的物质的量之比混合，充分研磨即制得纳米空心结构材料。本发明的方法是用固态锌盐、固态有机酸一起研磨制备草酸锌纳米空心球及固态锌盐、固态有机酸和聚乙二醇一起研磨制备草酸锌纳米空心链。本发明的方法尤其适用于制备过渡金属配合物的纳米空心型结构材料。

    本发明的固相化学反应制备纳米空心型结构材料的方法工艺简单、反应不需要溶剂、对环境几乎无污染、能耗低、产率高、可达92％以上。

    附图说明  图1为所制备的草酸锌纳米空心球的透射电镜照片，图2为所制备的草酸锌纳米空心链的透射电镜照片。

    具体实施方式  (1)草酸锌纳米空心球的制备：准确称取0.02mol醋酸锌于研钵中，将其研细后加入0.02mol研细的草酸，混合研磨一小时后，然后在70℃的恒温水浴中加热一小时，用无水乙醇超声洗涤三次，再用无水乙醚洗涤二次，于70℃的干燥箱中干燥3h，得直径为30nm的草酸锌纳米空心球，产率为92.6％。

    (2)草酸锌纳米空心链的制备：准确称取0.02mol醋酸锌于研钵中，将其研细后加入5mL聚乙二醇400，混匀后再向其中加入0.02mol研细的草酸，混合研磨一小时后，然后在70℃的恒温水浴中加热一小时，用无水乙醇超声洗涤三次，再用无水乙醚洗涤二次，于70℃的干燥箱中干燥3h，得直径为30nm，长度达1μm的草酸锌纳米空心链，产率为92.0％。