專利名稱：納米氧化鎳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米氧化鎳的制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鎳可用于搪瓷的密著劑、陶瓷和玻璃的顏料，也可用于磁性材料、冶金和顯像 管行業(yè)。納米氧化鎳具有大的比表面積和孔體積以及大量處于晶界和晶粒內(nèi)缺陷的中心原 子，是一種新型催化材料、電極材料、磁性材料和氣敏材料。目前，納米氧化鎳材料的制備大多通過使用表面活性劑實現(xiàn)，制備過程復(fù)雜。例 如，CN1887728A公布了一種用于電化學(xué)電容器的氧化鎳及其制備方法，其采用硝酸鎳為鎳 源，草酸鈉和氫氧化鈉為沉淀劑，吐溫-80為表面活性劑，經(jīng)液相沉淀、老化和250 350°C 熱分解等過程制得晶粒大小為8 15nm氧化鎳納米顆粒，比表面積為150 250m2/g。該 方法可制備納米氧化鎳材料，但在制備過程中需要使用表面活性劑，存在制備過程復(fù)雜，環(huán) 境不友好，以及氧化鎳納米材料耐高溫性能較差等缺點。CN1616355A公布了一種利用配位均勻沉淀法制備納米氫氧化鎳的方法，該方法以 鎳鹽為原料，氨水為配位劑，先合成水溶性的六氨合鎳配合物的溶液，再通過加水稀釋或分 解該配合物釋放出氨，在表面活性劑存在下使金屬鎳離子均勻地析出，與溶液中的氫氧根 反應(yīng)生成氫氧化鎳，經(jīng)過濾、稀氨水和有機溶劑洗滌、烘干后得納米氫氧化鎳。該方法同樣 存在制備過程復(fù)雜，需使用表面活性劑、污染環(huán)境和制備成本高等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種納米氧化鎳的制備方法，該方法不需使用表 面活性劑，所得到的氧化鎳的晶粒度小、耐熱性能更好。本發(fā)明提供的方法包括以下步驟(1)用預(yù)沉淀劑水溶液和沉淀劑水溶液反應(yīng)，得到預(yù)沉淀混濁液；(2)將鎳鹽水溶液加入到步驟(1)的預(yù)沉淀混濁液中，反應(yīng)生成沉淀，經(jīng)過濾、洗 滌、干燥、焙燒，得到納米氧化鎳；所述預(yù)沉淀劑中的陽離子能與沉淀劑陰離子形成沉淀，所形成的沉淀的溶度積大 于鎳離子與沉淀劑陰離子形成的沉淀；所述沉淀劑是能在水中產(chǎn)生0H_、CO32"或_ooccoo_的物質(zhì)。步驟(1)中，預(yù)沉淀劑優(yōu)選為鎂鹽、鈣鹽和錳鹽中的一種或幾種，更優(yōu)選為氯化 鎂、硝酸鎂、氯化鈣、硝酸鈣、氯化錳和硝酸錳中的一種或幾種。步驟(1)中，沉淀劑優(yōu)選為氨水、尿素、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸 銨、碳酸氫銨、草酸、草酸鈉和草酸鉀中的一種或幾種。步驟(1)中，沉淀劑水溶液的濃度優(yōu)選為0. 05 3mol/L，更優(yōu)選為0. 5 2mol/ L0步驟(1)中，預(yù)沉淀劑水溶液的濃度優(yōu)選為0. 01 3mol/L，更優(yōu)選為0. 5 2mol/
3L0步驟(1)中，預(yù)沉淀劑與沉淀劑的摩爾比優(yōu)選為0.2 1 2 1。步驟(1)中，反應(yīng)溫度優(yōu)選為10 95°C，更優(yōu)選為30 60°C。步驟(1)中，反應(yīng)時間優(yōu)選為0. 1 Mh，更優(yōu)選為0. 5 濁。步驟O)中，鎳鹽優(yōu)選為硝酸鎳、氯化鎳、溴化鎳、碘化鎳和硫酸鎳中的一種或幾 種。步驟⑵中，鎳鹽水溶液的濃度優(yōu)選為0. 05 3mol/L，更優(yōu)選為0. 5 2mol/L。沉淀劑與鎳鹽的摩爾比優(yōu)選為1 1 3 1。步驟⑵中，反應(yīng)溫度優(yōu)選為10 95°C，更優(yōu)選為30 60°C。步驟⑵中，反應(yīng)時間優(yōu)選為0. 1 Mh，更優(yōu)選為3 他。步驟O)中，干燥溫度優(yōu)選為80 130°C ；焙燒溫度優(yōu)選為300 600°C，焙燒時 間優(yōu)選為2 8h。本發(fā)明采用預(yù)沉淀的方法制備納米氧化鎳，所得到的氧化鎳的晶粒度小、耐熱性 能更好；同時，本發(fā)明具有方法簡單、操作方便的優(yōu)點，且在制備過程中不需要使用表面活 性劑，環(huán)境污染小。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明。實施例1量取1. Omol/L的草酸鉀溶液IOOmL,控制溶液溫度為60°C。另配制1. Omol/L的 硝酸鈣溶液30mL，加入上述的草酸鉀溶液中，在60°C混合攪拌0. 5h。再配制1. 0mol/L的硝 酸鎳溶液IOOmL,預(yù)熱到60°C后加入到上述的混合溶液中，生成草酸鎳沉淀。加料完畢后， 混合物繼續(xù)在60°C攪拌老化幾。老化后將混合物過濾，用去離子水洗滌，并在120°C烘干得 草酸鎳粉末。將上述的草酸鎳粉末在450°C焙燒4h，得到黑綠色的固體粉末，X射線粉末衍 射表明此粉末為純相的氧化鎳。由X射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算得到此氧化鎳的平 均晶粒度為17nm，氮吸附法測得氧化鎳的比表面積為48m2/g，孔體積為0. 18mL/g。實施例2取1. 5mol/L碳酸鈉溶液IOOmL,調(diào)節(jié)溶液的溫度到50°C。向此碳酸鈉溶液中加入 1. 5mol/L氯化鎂溶液50mL，并在50°C下繼續(xù)攪拌0. 5h。配制1. 5mol/L的氯化鎳溶液IOOmL 并預(yù)熱到50°C，將氯化鎳溶液加入上述的混合溶液中，生成堿式碳酸鎳沉淀。將此沉淀在 50°C下繼續(xù)老化證。沉淀經(jīng)過濾、去離子水洗滌，110°C烘干后，將得到的堿式碳酸鎳粉末在 400°C焙燒他，得到黑綠色的固體粉末，X射線粉末衍射表明此粉末為純相的氧化鎳。由X 射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算得到此氧化鎳的平均晶粒度為8nm，氮吸附法測得氧化 鎳的比表面積為105m2/g，孔體積為0. 21mL/g。實施例3取2. 0mol/L氫氧化鈉溶液150mL，調(diào)節(jié)溶液的溫度到70°C。向此氫氧化鈉溶液中 加入1. 0mol/L氯化錳溶液60mL，并在70°C下繼續(xù)攪拌0.證。配制1. 0mol/L的氯化鎳溶液 150mL并預(yù)熱到70°C，將氯化鎳溶液加入上述的混合溶液中，生成氫氧化鎳沉淀。將此沉淀 在70°C下繼續(xù)老化他。沉淀經(jīng)過濾、去離子水洗滌，110°C烘干后，將得到氫氧化鎳粉末在450°C焙燒他，得到黑綠色的固體粉末，X射線粉末衍射表明此粉末為純相的氧化鎳。由X 射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算得到此氧化鎳的平均晶粒度為lOnm，氮吸附法測得氧化 鎳的比表面積為89m2/g，孔體積為0. 19mL/g。對比例1配制2. Omol/L的氫氧化鈉溶液200mL，控制溶液溫度為40°C。量取1. Omol/L的 硝酸鎳溶液200mL，預(yù)熱到40°C后加入到上述的氫氧化鈉溶液中，立刻產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀。 加料完畢后，混合物繼續(xù)在40°C攪拌老化5h。老化后將混合物過濾，用去離子水洗滌，并在 110°C烘干得氫氧化鎳粉末。將上述的氫氧化鎳粉末在450°C焙燒證，得到黑綠色的固體粉 末，X射線粉末衍射表明此粉末為純相的氧化鎳。由X射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算 得到此氧化鎳的平均晶粒度為53nm，氮吸附法測得氧化鎳的比表面積為17m2/g，孔體積為 0.10mL/go對比例2配制1. 5mol/L的碳酸鈉溶液IOOmL,調(diào)節(jié)溶液的溫度到60°C。取1. 5mol/L氯化鎳 溶液IOOmL,并預(yù)熱到60°C，將氯化鎳溶液加入上述的碳酸鈉溶液中，溶液中立刻產(chǎn)生堿式 碳酸鎳沉淀。將此沉淀在60°C下繼續(xù)老化證。沉淀經(jīng)過濾、去離子水洗滌，110°C烘干后， 將得到堿式碳酸鎳粉末在400°C焙燒他，得到黑綠色的固體粉末，X射線粉末衍射表明此粉 末為純相的氧化鎳。由X射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算得到此氧化鎳的平均晶粒度為 39nm，氮吸附法測得氧化鎳的比表面積為23m2/g，孔體積為0. 12mL/g。對比例3配制1. 0mol/L的草酸溶液200mL，控制溶液溫度為50°C。再量取2. 0mol/L的硝 酸鎳溶液IOOmL,預(yù)熱到50°C后加入上述草酸溶液中，立刻產(chǎn)生草酸鎳的沉淀。加料完畢 后，混合物繼續(xù)在50°C攪拌老化他。老化后將混合物過濾，用去離子水洗滌，并在120°C烘 干得草酸鎳粉末。將上述的草酸鎳粉末在450°C焙燒他，得到黑綠色的固體粉末，X射線粉 末衍射表明此粉末為純相的氧化鎳。由X射線衍射峰的寬化經(jīng)謝樂公式計算得到此氧化鎳 的平均晶粒度為50nm，氮吸附法測得氧化鎳的比表面積為12m2/g，孔體積為0. 08mL/g。
權(quán)利要求
1.一種納米氧化鎳的制備方法，包括以下步驟(1)用預(yù)沉淀劑水溶液和沉淀劑水溶液反應(yīng)，得到預(yù)沉淀混濁液；(2)將鎳鹽水溶液加入到步驟(1)的預(yù)沉淀混濁液中，反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、焙燒， 得到納米氧化鎳；所述預(yù)沉淀劑中的陽離子能與沉淀劑陰離子形成沉淀，所形成的沉淀的溶度積大于鎳 離子與沉淀劑陰離子形成的沉淀；所說的沉淀劑是能在水中產(chǎn)生0H_、C032_或_00CC00_的物質(zhì)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，預(yù)沉淀劑為鎂鹽、鈣鹽和錳鹽 中的一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，預(yù)沉淀劑選自氯化鎂、硝酸鎂、氯化鈣、硝 酸鈣、氯化錳和硝酸錳中的一種或幾種。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，沉淀劑選自氨水、尿素、氫 氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸氫銨、草酸、草酸鈉和草酸鉀中的一種或幾 種。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，沉淀劑水溶液的濃度為 0. 05 3mol/L。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，預(yù)沉淀劑水溶液的濃度為 0. 01 3mol/L。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)沉淀劑與沉淀劑的摩爾比為0.2 1 2 I0
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，反應(yīng)溫度為10 95°C，反應(yīng) 時間為0. 1 24h。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，反應(yīng)溫度為30 60°C。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，反應(yīng)時間為0.5 池。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟( 中，鎳鹽選自硝酸鎳、氯化鎳、溴 化鎳、碘化鎳和硫酸鎳中的一種或幾種。
12.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟O)中，鎳鹽水溶液的濃度為 0. 05 3mol/L。
13.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沉淀劑與鎳鹽的摩爾比為1 1 3 I0
14.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟O)中，反應(yīng)溫度為10 95°C，反 應(yīng)時間為0. 1 24h。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟O)中，反應(yīng)溫度為30 60°C。
16.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟O)中，反應(yīng)時間為3 他。
17.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟O)中，焙燒溫度為300 600°C， 焙燒時間為2 他。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米氧化鎳的制備方法，包括用預(yù)沉淀劑水溶液和沉淀劑水溶液反應(yīng)，得到預(yù)沉淀混濁液；將鎳鹽水溶液加入到步驟(1)的預(yù)沉淀混濁液中，反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、焙燒，得到納米氧化鎳。本發(fā)明的方法不需使用表面活性劑，所得到的氧化鎳的晶粒度小、耐熱性能好。
文檔編號C01B13/36GK102139931SQ20101010285
公開日2011年8月3日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者關(guān)莉莉, 吳佳, 慕旭宏, 汪穎, 羅一斌, 舒興田 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院