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1、10申请公布号CN104058448A43申请公布日20140924CN104058448A21申请号201410342197722申请日20140718C01G15/00200601B82Y40/00201101B82Y30/0020110171申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号72发明人张剑汤顺熙吴思崔啟良74专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人王恩远54发明名称一种制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法57摘要本发明的一种制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，属于纳米材料制备的技术领域。制备是将INCL34H2O粉末溶解在油胺中，在。
2、超声条件下滴入无水乙醇至混合溶液澄清；混合溶液在升温速率48/MIN下至120210反应1224小时，制得羟基氧化铟纳米线或/和氧化铟纳米颗粒。本发明通过改变加热方式，在高升温速率下大大降低了反应需要的温度，缩短了反应时间，减少了能耗和高温对设备的损耗；能够通过改变升温速率或反应温度，实现对产物成分、形貌的控制；而且具有相对安全、方法简单可靠、可重复性好等优点。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图12页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图12页10申请公布号CN104058448ACN104058448A1/1页21一种制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟。
3、纳米颗粒的方法，按每毫升油胺中加入INCL34H2O粉末00150025克的用量将INCL34H2O粉末溶解在油胺中，在超声条件下滴入无水乙醇至混合溶液澄清；将混合溶液倒入反应釜中密封加热反应，控制升温速率在48/MIN；在反应温度为120210下反应1224小时；反应结束后自然冷却至室温，将产物进行离心分离，用无水乙醇清洗，烘干后得到白色的粉体即为羟基氧化铟纳米线或/和氧化铟纳米颗粒。2根据权利要求1所述的制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，所述的INCL34H2O3粉末，纯度为9999；所述的油胺，纯度为8090；所述的无水乙醇，为分析纯。3根据权利要求1或2所述的制备羟。
4、基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为120130条件下，保温反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为160170条件下，保温反应1224小时；制得的是羟基氧化铟纳米线。4根据权利要求3所述的制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为120条件下，或在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为160条件下，制得的是纯羟基氧化铟纳米线。5根据权利要求1或2所述的制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为140160条件下，保温。
5、反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为180190条件下，保温反应1224小时；制得的是羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的混合产物。6根据权利要求1或2所述的制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为170200条件下，保温反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为200210条件下，保温反应1224小时；制得的是氧化铟纳米立方块。7根据权利要求6所述的制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，其特征是，在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为180190，或在控制升温速率在4/MIN时，反应温度。
6、为210；制得的是纯氧化铟纳米立方块。权利要求书CN104058448A1/5页3一种制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法技术领域0001本发明属于纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种在高升温速率、低温下制备出羟基氧化铟超细纳米线和氧化铟纳米立方块的制备方法。背景技术0002纳米材料由于其产生的特殊效应，如小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而具有常规材料所不具备的性能，使得其在光学材料、电学材料、磁学材料、气体传感器、光催化等各个方面的潜在应用极为广泛。近年来，IIIA族铟的化合物，羟基氧化铟INOOH、氧化铟IN2O3、氮化铟INN作为新型的半导体功能材料，具有较宽的禁带。
7、宽度、较高的催化活性，在光电领域、气体传感器、催化剂方面得到了广泛应用。众所周知，当纳米材料的线度减小到接近激子玻尔半径的时候，材料具有很高的比表面积，表面原子配位不全，表面的键态和电子态与内部不同等特点，导致表面的活性位置增加，并且随着纳米材料线度的减小，表面的光滑程度变差，凹凸不平的原子台阶逐步形成，能够大大增加反应物料在其表面的接触机会，使得材料的催化性有很大的提高。0003因为材料的尺寸和形貌会给其性质带来很大的影响，因此目前的大量的研究工作都旨在合成具有规则形貌、单分散性好、尺寸较小的纳米材料。同时，大家发现在众多合成氮化铟和氧化铟的纳米材料的方法中，多是以其羟基氧化物为前驱物进行热。
8、处理来得到氧化铟和氮化铟。目前大多数水热合成INOOH和煅烧得到IN2O3纳米材料的温度都比较高，时间长，耗能大。0004和本发明最相近的现有技术是INORGANICCHEMISTRY,VOL48,NO8,2009,38903895。制备INOOH纳米线的最低反应温度180，制备IN2O3纳米材料的反应温度要225。并且明确说明反应温度在“170以下什么都得不到”见该文献第3891页右栏第2830行。0005本发明首次通过提高升温速率，在较低的温度下合成出了羟基氧化铟超细纳米线和氧化铟纳米立方块，是此前没人报导过的。发明内容0006本发明要解决的技术问题是，克服以往传统加热方式下升温速率一般低。
9、于4/MIN制备羟基氧化铟和氧化铟过程中温度高，耗能大，对设备损耗大的缺点，公开一种在高升温速率，低温下制备羟基氧化铟超细纳米线和氧化铟纳米颗粒包括纳米立方块的方法。0007本发明的具体技术方案如下0008一种制备羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法，按每毫升油胺中加入INCL34H2O粉末00150025克的用量将INCL34H2O粉末溶解在油胺中，在超声条件下滴入无水乙醇至混合溶液澄清；将混合溶液倒入反应釜中密封加热反应，控制升温速率在48/MIN；在反应温度为120210下反应1224小时；反应结束后自然冷却至说明书CN104058448A2/5页4室温，将产物进行离心分离，用无水乙醇。
10、清洗，烘干后得到白色的粉体即为羟基氧化铟纳米线或/和氧化铟纳米颗粒。0009所述的INCL34H2O3，纯度最好为9999，所述的油胺，纯度最好为8090，所述的无水乙醇为分析纯。0010INCL34H2O粉末溶解在油胺中的浓度，对制得羟基氧化铟纳米线或/和氧化铟纳米颗粒没有太大的影响。无水乙醇的滴加量按体积计可以是油胺的1518倍。0011在升温速率为48/MIN、反应温度为120210范围内，随着升温速率的提高，相应的可以降低反应温度，制备产物效果基本相同。0012在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为120130条件下，保温反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为。
11、160170条件下，保温反应1224小时，制得的是羟基氧化铟纳米线。0013在控制升温速率在8/MIN时，优选反应温度为120条件下，或在控制升温速率在4/MIN时，优选反应温度为160条件下，制得的是纯羟基氧化铟纳米线。0014在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为140160条件下，保温反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为180190条件下，保温反应1224小时；制得的是羟基氧化铟纳米线和氧化铟纳米颗粒的混合产物。0015在控制升温速率在8/MIN时，反应温度为170200条件下，保温反应1224小时，或者在控制升温速率在4/MIN时，反应温度为200210条件。
12、下，保温反应1224小时；制得的是氧化铟纳米立方块。0016在控制升温速率在8/MIN时，优选反应温度为180190，或在控制升温速率在4/MIN时，优选反应温度为210，制得的是纯氧化铟纳米立方块。在这样条件下制得的是线度约为100NM的氧化铟纳米立方块，比传统升温方式制备的类似产物尺寸小。0017在实验制备过程中，用滴管将无水乙醇逐滴的滴入到含有INCL34H2O3粉末的油胺中。0018本发明的有益效果在于，在已有的一步合成羟基氧化铟超细纳米线和氧化铟纳米颗粒的方法的基础上，改变加热方式，在高升温速率下大大降低了反应需要的温度，和缩短了反应所需要的时间，减少了能耗和高温对设备的损耗；能够通。
13、过改变升温速率或反应温度，实现对产物成分、形貌的控制；而且具有相对安全，方法简单，可靠，可重复性好等优点。附图说明0019图1是实施例1中制备的INOOH纳米线的XRD图。0020图2是实施例1中制备的IN2O3纳米立方块的XRD图。0021图3是实施例1中制备的INOOH纳米线的TEM图片。0022图4是实施例1中制备的IN2O3纳米立方块的SEM图片。0023图5是实施例1中制备的IN2O3纳米立方块的TEM图片。0024图6是实施例1中制备的INOOH纳米线的EDS图。0025图7是实施例1中制备的IN2O3纳米立方块的EDS图。0026图8是实施例1中制备的IN2O3纳米立方块的选区电。
14、子衍射图。0027图9是实施例3中制备的产物的TEM图片。说明书CN104058448A3/5页50028图10是实施例4中制备的产物的TEM图片。0029图11是实施例5中制备的产物的TEM图片。0030图12是实施例6中制备的产物的TEM图片。0031图13是实施例7中制备的产物的TEM图片。0032图14是实施例8中制备的产物的TEM图片。0033图15是实施例9中制备的产物的TEM图片。0034图16是实施例10中制备的产物的TEM图片。0035图17是实施例14中制备INOOH纳米线的XRD图。0036图18是实施例14中制备出的INOOH纳米线的TEM图片。0037图19是实施例1。
15、6中制备的产物的TEM图片。0038图20是实施例17中制备的产物的XRD图。0039图21是实施例18中制备的的不规则IN2O3纳米块XRD图。0040图22是实施例18中制备出的不规则IN2O3纳米块的TEM图片。0041图23是实施例19中制备出的规则IN2O3纳米立方块的TEM图片。具体实施方式0042实施例1，制备INOOH超细纳米线和IN2O3纳米立方块的全过程。0043将01G的INCL34H2O3粉末溶解在5ML的油胺中，在超声的过程中滴入8ML的无水乙醇，待溶液澄清后，将混合溶液倒入密封的反应釜中加热反应，加热时将升温速率设定为8/MIN。反应温度为120，反应时间为12小时。
16、时，将反应釜自然冷却至室温，将产物进行离心分离，用无水乙醇清洗，烘干后得到白色的粉体即为羟基氧化铟超细纳米线。0044采用上述类似的制备过程，在反应温度为180，反应时间为24小时时得到白色的粉体即为氧化铟纳米立方块。0045图1，2分别给出的是实施例1中制备的INOOH超细纳米线和IN2O3纳米立方块的XRD谱图，证明产物分别为高纯的INOOH和IN2O3。0046图3给出了上述条件下制备出的INOOH纳米线的TEM图片。0047图4给出了上述条件下制备出的IN2O3纳米立方块的SEM图片。0048图5给出了上述条件下制备出的IN2O3纳米立方块的TEM图片。0049图6，7分别给出了上述条。
17、件下制备出的INOOH纳米线和IN2O3纳米立方块的EDS图其中C、CU元素来自铜网。0050图8给出了IN2O3纳米立方块的选区电子衍射图。0051实施例20052按照实施例1的配料和制备过程，反应温度仍然为120，只是将反应时间改为24小时。得到的INOOH纳米线与实施例1中基本相同。0053实施例30054按照实施例1的配料和制备过程，只是将反应温度改变为130，反应时间改为12小时。0055图9给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线中有少量纳米颗粒团聚物出现。说明书CN104058448A4/5页60056实施例40057按照实施例1的配料和制备过程，。
18、将反应温度改变为140，反应时间改为12小时。0058图10给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线中有纳米颗粒团聚物出现，且比实施例3中的粒径大。0059实施例50060按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为140，反应时间改为24小时。0061图11给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线中有纳米颗粒团聚物出现，且比实施例4中的粒径大。0062实施例60063按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为150，反应时间改为24小时。0064图12给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线。
19、中有大量的纳米小球出现，且比实施例5中的形状规则。0065实施例70066按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为160，反应时间改为24小时。0067图13给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线中有大量的纳米球出现，且粒径较大。0068实施例80069按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为170，反应时间改为24小时。0070图14给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，产物中有大量的规则的立方块和少量的纳米线。0071实施例90072按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为180，反应时间改为12小时。0073图15给出的是上。
20、述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的IN2O3纳米立方块中有少量的INOOH纳米线。0074实施例100075按照实施例1的配料和制备过程，将反应温度改变为190，反应时间改为24小时时，得到的IN2O3纳米立方块和实施例1反应制得的纳米立方块大小形状基本相同。0076图16给出的是上述条件制备的产物的TEM图片，可以看出，得到的IN2O3纳米立方块与实施例1中的基本相同。0077实施例11作为比较例0078将01G的INCL34H2O3粉末溶解在5ML的油胺中，在超声的过程中滴入8ML的无水乙醇，待溶液澄清后，将混合溶液倒入密封的反应釜中加热反应，加热时候将升温速率设定为4/MIN。
21、。反应温度为130，反应时间为1224小时，反应结束后将反应釜自然冷却说明书CN104058448A5/5页7至室温。0079未收集到沉淀，说明在此温度条件时，在较低的升温速率下不能得到INOOH纳米线。0080实施例12作为比较例0081按照实施例11的配料和制备过程，温度改变为140，反应时间为1224小时时，未收集到沉淀，说明在此温度条件时，在较低的升温速率下不能得到INOOH纳米线。0082实施例13作为比较例0083按照实施例11的配料和制备过程，温度改变为150，反应时间为1224小时时，未收集到沉淀，说明在此温度条件时，在较低的升温速率下不能得到INOOH纳米线。0084实施例1。
22、40085按照实施例11的配料和制备过程，温度为改变160，反应时间为12小时，开始出现沉淀物。0086图17给出的是比较例4中制备的产物的XRD图，证明产物为高纯的INOOH。0087图18给出了上述条件下制备出的INOOH纳米线的TEM图片。0088实施例150089按照实施例11的配料和制备过程，温度为改变160，反应时间为24小时，得到的为高纯INOOH纳米线。0090实施例160091按照比较实施例11的配料和制备过程，温度为改变180，反应时间为24小时。0092图19给出的是上述条件制备的纳米线的TEM图片，可以看出，得到的INOOH纳米线中有大量的纳米小球出现，形貌大致与实施例。
23、6中的形貌相同。0093实施例170094按照实施例11的配料和制备过程，温度为改变190，反应时间为24小时。0095图20给出的是上述条件制备的产物的XRD图，证明产物仍然为INOOH和IN2O3的混合物。0096实施例180097按照实施例11的配料和制备过程，温度为改变200，反应时间为24小时。0098图21给出的是比较例6中制备的产物的XRD图，证明产物为高纯的IN2O3。0099图22给出了上述条件下制备出不太规则的IN2O3纳米颗粒的TEM图片。0100实施例190101按照实施例11的配料和制备过程，温度为改变210，反应时间为24小时。0102图23给出了上述条件下制备出规。
24、则的IN2O3纳米立方块的TEM图片。说明书CN104058448A1/12页8图1图2说明书附图CN104058448A2/12页9图3图4说明书附图CN104058448A3/12页10图5图6说明书附图CN104058448A104/12页11图7图8说明书附图CN104058448A115/12页12图9图10说明书附图CN104058448A126/12页13图11图12说明书附图CN104058448A137/12页14图13图14说明书附图CN104058448A148/12页15图15图16说明书附图CN104058448A159/12页16图17图18说明书附图CN104058448A1610/12页17图19图20说明书附图CN104058448A1711/12页18图21图22说明书附图CN104058448A1812/12页19图23说明书附图CN104058448A19。