一種氫氧化鎳超薄納米片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)機(jī)納米材料的制備，尤其是設(shè)及一種氨氧化儀超薄納米片的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在材料學(xué)中，厚度為納米量級(jí)的薄膜通常被視作二維的，即只有長(zhǎng)寬，厚度可忽略 不計(jì)，稱為二維納米材料。在過(guò)去數(shù)十年中，二維納米材料取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，二維 納米材料的制備通常是從大塊的層狀晶體通過(guò)機(jī)械剝離或液體剝離而制成，如石墨締、氧 化石墨締、二硫化鋼等。運(yùn)些二維納米材料展示了獨(dú)特的物理性能，如電荷密度波、超導(dǎo)現(xiàn) 象、各向異性的傳輸性等，在催化劑、超級(jí)電容器、傳感器、二維功能薄膜等方面具有廣泛的 應(yīng)用，已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。然而，針對(duì)不同的使用場(chǎng)合對(duì)納米材料的要求不一，要使 二維納米材料在特定的使用情況下都能滿足要求還需要科技工作者們不斷發(fā)展新的技術(shù) 來(lái)完善納米材料的缺陷。
[0003] 氨氧化儀是一種重要的無(wú)機(jī)非貴金屬材料，可用于儀系電池的正極活性材料，對(duì) 電池的比容量和使用壽命起著關(guān)鍵性作用。氨氧化儀納米材料比表面積大，能夠增加與電 解質(zhì)溶液的接觸面，減小質(zhì)子在固相中的擴(kuò)散距離，使電池在能量密度、高速率充放電性能 及快速活化能力等方面得到顯著改善，從而提高儀系電池的性能。目前，多種不同形貌的 氨氧化儀已有報(bào)道，如納米粒子、納米片、納米微球、納米線等。其中，氨氧化儀納米片由于 其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征而備受關(guān)注。目前，氨氧化儀納米片通常通過(guò)水熱法合成，如中國(guó)專利 CN102897852A和CN104891580A。但是水熱合成需要相對(duì)較高的合成溫度，且不容易實(shí)現(xiàn)納 米片的厚度和寬度的控制，制得的納米片厚度一般大于20nm且W聚集態(tài)出現(xiàn)。還有一種方 法是在固體表面通過(guò)組裝的方式制備，得到的納米片附在固體表面，整體可作為電極材料 和傳感器，如中國(guó)專利CN102897852A和CN105088266。上述方法制備方法都較為繁瑣，且不 能制備分散好、厚度小于lOnm的氨氧化儀超薄納米片。
[0004] 目前，單層納米材料由于超高的表面積及獨(dú)特的電化學(xué)性能，在催化、超級(jí)電容器 等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。然而，由于氨氧化儀超薄納米片的制備方法缺乏，氨氧化儀的應(yīng) 用和研究受到了一定限制。為此，開(kāi)發(fā)一種方法簡(jiǎn)單、低成本、可控性強(qiáng)的氨氧化儀超薄納 米片制備方法具有重要的科學(xué)意義和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，提供方法簡(jiǎn)單，成本低、可控性 強(qiáng)的一種氨氧化儀超薄納米片的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供所制備的氨氧化儀超薄納米片在制備納濾膜中的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明所述氨氧化儀超薄納米片的制備方法，包括W下步驟：
[0008] 1)將可溶性儀鹽溶解于水中，配制成儀鹽水溶液；
[0009] 。將乙醇胺用水稀釋，配制成乙醇胺水溶液；
[0010] 3)將步驟1)配制的儀鹽水溶液和步驟2)配制的乙醇胺水溶液混合，得氨氧化儀 納米片母液；
[0011] 4)將步驟3)所得氨氧化儀納米片母液靜置，讓氨氧化儀納米片生長(zhǎng)，即得氨氧化 儀超薄納米片。
[0012] 在步驟1)中，所述可溶性儀鹽可選自憐酸儀、硫酸儀、硝酸儀、氯化儀等中的一 種；所述儀鹽水溶液的摩爾濃度可為0. 05~lOmM。 陽(yáng)01引在步驟。中，所述乙醇胺水溶液的摩爾濃度可為0. 05~lOmM。
[0014] 在步驟3)中，所述儀鹽水溶液和乙醇胺水溶液等體積混合。
[0015] 在步驟4)中，所述靜置的條件可置于5~45°C的環(huán)境中靜置至少0.化；所制得的 氨氧化儀超薄納米片的厚度可為0. 5~lOnm，寬度可為20nm~10μm。
[0016] 所制備的氨氧化儀超薄納米片可在制備納濾膜中的應(yīng)用，所述應(yīng)用的具體方法如 下：
[0017] 選取多孔微濾膜作為基膜，將制備的氨氧化儀超薄納米片單分散溶液過(guò)濾在基膜 上，氨氧化儀超薄納米片經(jīng)過(guò)自由堆積形成氨氧化儀超薄納米片薄膜，獲得由基膜和氨氧 化儀超薄納米片薄膜組成的納濾膜。
[0018] 所述過(guò)濾可在一定壓力差下過(guò)濾；所述氨氧化儀超薄納米片薄膜的孔徑可為 Inm，厚度可為5nm~25μm。所述納濾膜可用于印染、電鍛、水凈化、有機(jī)溶液過(guò)濾等行業(yè)的 分離過(guò)程，在催化、電化學(xué)、納米制造技術(shù)、分離膜等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其水通量為 30-170化m2hibar1，原化嘟、油紅、亞甲基藍(lán)、直接黃的截留率高于90%。
[0019] 本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的儀鹽水溶液與乙醇胺水溶液混合經(jīng)生長(zhǎng)形成氨氧化儀超薄 納米片，其優(yōu)點(diǎn)在于方法簡(jiǎn)單、成本低、可控性強(qiáng)。制備的氨氧化儀超薄納米片的厚度為 0. 5~lOnm、寬度為20nm~10μm，且單分散在水溶液中，通過(guò)過(guò)濾技術(shù)可在濾膜上制備孔 徑約Inm的高通量納濾膜。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中所制備的氨氧化儀超薄納米片的TEM照片。
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中所制備的氨氧化儀超薄納米片的SEM照片。 陽(yáng)02引圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中所制備的氨氧化儀超薄納米片薄膜的表面SEM照片。
[0023] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中所制備的氨氧化儀超薄納米片薄膜的斷面SEM照片。
[0024] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例4中所制備的氨氧化儀超薄納米片納濾膜的表面SEM照片。 [00巧]圖6為本發(fā)明實(shí)施例4中所制備的氨氧化儀超薄納米片納濾膜的斷面SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0026] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 陽(yáng)〇27] 實(shí)施例1 :
[002引本實(shí)施例將說(shuō)明2.OmM硝酸儀水溶液為和3.OmM乙醇胺水溶液制備氨氧化儀超薄 納米片。
[0029] 室溫下，稱取定量的六水硝酸儀溶解于超純水中，配制成濃度為2.OmM的硝酸儀 水溶液；隨后量取一定量的乙醇胺用水稀釋后配制成濃度為3.OmM的乙醇胺水溶液；將上 述配制的硝酸儀水溶液和乙醇胺水溶液等體積混合，攬拌均勻后置于20°C的環(huán)境中靜置 3h，最終獲得氨氧化儀超薄納米片。將制備的氨氧化儀超薄納米片單分散溶液滴到銅網(wǎng)上， 經(jīng)TEM觀察納米片結(jié)構(gòu)，制得的超薄納米片寬度約