一种高度有序纳米颗粒超晶格材料的制备方法

摘要

本发明属于无机材料技术领域，具体为一种高度有序纳米颗粒超晶格材料的制备方法。本发明采用溶液法制得单分散金属氧化物纳米晶颗粒，通过溶剂挥发诱导纳米颗粒自组装制备三维有序纳米晶超晶格固体，然后将颗粒表面的有机分子高温碳化获得碳包覆的氧化物纳米颗粒超晶格，通过酸刻蚀将金属氧化物纳米颗粒除掉获得高度有序的介孔碳材料，以介孔碳为模板，在其孔道中灌注合适的前驱体，最后通过水解、晶化等手段即可获得相应纳米颗粒的超晶格材料。本发明方法简单，原料易得，成本较低，可以通过控制起始金属氧化物纳米粒子的粒径及形貌对纳米颗粒的尺寸和形貌进行调控。

主权项

一种纳米颗粒超晶格材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）以油酸盐作为前驱体，以油酸或油胺作为配体，采用高温溶液法制备单分散金属氧化物纳米粒子，所得纳米粒子表面由油酸或油胺配体分子所包覆；将上述纳米粒子溶于非极性溶剂中，形成稳定的金属氧化物纳米粒子胶体溶液；（2）将所得金属氧化物纳米粒子胶体溶液置于瓷舟中，控制溶剂挥发速率，诱导纳米颗粒自组装，溶剂完全挥发后即得到具有高度有序结构的纳米粒子超晶格；将纳米粒子超晶格在氮气或氩气下进行高温煅烧，碳化纳米粒子表面的油酸或油胺配体分子，得到碳包覆的金属氧化物纳米颗粒超晶格；（3）将碳包覆的金属氧化物纳米粒子超晶格材料分散于强酸中进行刻蚀处理，去除金属氧化物纳米粒子后得到具有高比表面积、三维连续孔道结构的介孔碳材料；（4）以介孔碳材料为模板，通过浸渍方法在其孔道中填充所需的前驱体物质，然后通过水解、热解或重结晶方法，使前驱体在介孔碳材料的孔道中分解、交联、晶化，生成相应物质的纳米颗粒，从而形成超晶格材料。