一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法

本发明涉及涉及一种多相功能纳米复合材料的制备方法，特别是涉及一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法。

背景技术：

1、羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 /nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）含有多种ni、fe金属活性离子、及多种阴离子（羟基、氟离子）。氟离子的高电负性、羟基对于某些液相的亲和性、铁离子和镍离子丰富的氧化还原价态，使得此复合材料中的每个单相具备某些优异的物理化学性能。羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 / nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）预测不仅结合三者的优点，更具有额外的综合优异性能。另外，纳米化会进一步给其带来各种表面、量子尺寸效应，从而增加其基础研究和应用价值。羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 / nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）可应用于电池、电催化或其他能源领域及诸多领域。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，本发明采用两步法进行低温制备。第一步液相合成生成水合氟化镍铁材料；第二步溶剂热处理与醇类、水，混合均匀形成一固液混合物；将固液混合物在反应釜中进行水热/溶剂热反应（80-150℃），得到水合氟化镍铁功能纳米材料，该材料具备优异的物理化学性能，增加了该领域材料的基础研究和应用价值。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述方法包括以下制备过程：

4、（1）第一步是液相合成：将含氟盐前驱体的溶液与含铁盐、镍盐前驱体的溶液混合，氟盐与铁盐、镍盐之间发生化学反应，生成水合氟化铁/水合氟化镍铁/氟化铁的多相复合材料（nif2·4h2o / nifef5·7h2o / fe1.9f4.95·0.95h2o）的沉淀，而后离心及洗涤；

5、（2）第二步是溶剂热处理：将第一步制备所得的水合氟化铁/水合氟化镍铁/氟化铁的多相复合材料（nif2·4h2o / nifef5·7h2o / fe1.9f4.95·0.95h2o）与醇类溶剂置于反应釜中进行溶剂热处理；溶剂热处理中，经历脱结晶水、水解等过程，过程中伴随形貌与物相转化，最终得到羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 /nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）。

6、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 / nifef5·2h2o/ fe1.9f4.75·0.95h2o）的颗粒粒径尺寸为0.01 nm - 500 nm；每个颗粒由这三种物相各自的纳米区域（0.1-20 nm）构成。

7、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述液相合成中的氟盐前驱体为nh4f、nh4hf2中的一种或两种，铁盐前驱体为fe(no3)3·9h2o、fecl3·6h2o、fe(oh)(ch3coo)2、fe2(so4)3及三价铁盐中的一种或几种，镍盐前驱体为nicl2·6h2o、niso4及任意二价镍盐中的一种或几种。

8、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述液相合成中的铁盐前驱体、镍盐前驱体的比例满足：fe：ni摩尔比在0.001:1 - 999:1之间。

9、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述液相合成中的含氟盐前驱体溶液中的溶剂为水、乙醇、各种醇类及有机溶剂中的一种或几种；含铁盐和镍盐前驱体溶液中的溶剂为水、乙醇、各种醇类及有机溶剂中的一种或几种

10、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述溶剂热处理中的醇类为带有羟基的任何醇类（如乙醇、乙二醇、丙三醇）中的一种或几种。

11、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述溶剂热处理中的反应的温度为80 - 350℃。

12、所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，所述溶剂热处理中的反应的保温时间为0.1 - 24小时。

13、本发明的优点与效果是：

14、1.本发明中羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7/ nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）的颗粒尺寸为纳米级，每个纳米颗粒又由三种物相的纳米区域构成。

15、2.本发明首次获得羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 / nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）及其纳米颗粒。

16、3.本发明水合氟化镍铁功能纳米材料（nifef5·2h2o）含有ni、fe金属活性离子、及氟离子。氟离子的高电负性、铁离子和镍离子丰富的氧化还原价态、独特的晶体结构，使得此材料具备某些优异的物理化学性能，另外，纳米化会进一步给其带来各种表面、量子尺寸效应，从而增加其基础研究和应用价值，制备的材料可应用于电池、电催化或其他能源领域及诸多应用领域。

技术特征：

1.一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：

2.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（ni4ohf7 / nifef5·2h2o / fe1.9f4.75·0.95h2o）的颗粒粒径尺寸为0.01 nm - 500 nm；每个颗粒由这三种物相各自的纳米区域（0.1-20 nm）构成。

3.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述液相合成中的氟盐前驱体为nh4f、nh4hf2中的一种或两种，铁盐前驱体为fe(no3)3·9h2o、fecl3·6h2o、fe(oh)(ch3coo)2、fe2(so4)3及三价铁盐中的一种或几种，镍盐前驱体为nicl2·6h2o、niso4及二价镍盐中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述液相合成中的铁盐前驱体、镍盐前驱体的比例满足：fe：ni摩尔比在0.001:1 - 999:1之间。

5.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述液相合成中的含氟盐前驱体溶液中的溶剂为水、乙醇、醇类有机溶剂中的一种或几种；含铁盐和镍盐前驱体溶液中的溶剂为水、乙醇、醇类有机溶剂中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述溶剂热处理中的醇类为带有羟基的任何醇类（如乙醇、乙二醇、丙三醇）中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述溶剂热处理中的反应的温度为80 - 350℃。

8.根据权利要求1所述的一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，其特征在于，所述溶剂热处理中的反应的保温时间为0.1 - 24小时。

技术总结本发明一种羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米材料制备方法，涉及一种多相功能纳米复合材料的制备方法，本发明第一步是液相合成生成水合氟化铁/水合氟化镍铁/氟化铁的多相复合材料（NiF2·4H2O / NiFeF5·7H2O ·/ Fe1.9F4.95·0.95H2O）的沉淀，而后离心及洗涤。第二步是溶剂热处理，将第一步制备所得的水合氟化铁/水合氟化镍铁/氟化铁的多相复合材料（NiF2·4H2O / NiFeF5·7H2O / Fe1.9F4.95·0.95H2O）与醇类溶剂置于反应釜中进行溶剂热处理，得到羟基氟化镍/水合氟化镍铁/氟化铁的多相功能纳米复合材料（Ni4OHF7 / NiFeF5·2H2O / Fe1.9F4.75·0.95H2O）。该材料含多种阴离子（氟离子、羟基）与镍、铁双金属丰富的氧化还原价态，给其具有诸多应用价值。所得纳米结构材料可应用于电化学、电催化等相关领域及诸多领域。技术研发人员：张艳丽,张强,董亮亮,谢英鹏受保护的技术使用者：沈阳化工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12