一种基于有机模板制备活性多孔纳米二氧化铈的方法

摘要

本发明公开了一种基于有机模板制备活性多孔纳米二氧化铈的方法，其以2‑甲基咪唑为模板材料，通过控制煅烧气氛、煅烧温度，合成出形貌均一且多孔的CeO2纳米粒。本发明所得CeO2纳米粒具有尺寸、粒径小等特点，并具有良好的过氧化物酶活性，且其制备方法简单、制备成本低等优点，利于大规模推广。

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种基于有机模板制备活性多孔纳米二氧化铈的方法。

背景技术

制备二氧化铈纳米粒的方法主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法。沉淀法具有使用设备简单、工艺过程容易控制、产物纯度高、易于商业化等优点，但是在过滤和洗涤沉淀时比较困难，并且在各个阶段均容易出现粒子团聚现象。溶胶-凝胶法是在低温条件下制备纳米金属氧化物粒子的常用方法，其具有产物纯度高、比表面积大、分散性好等优点，但是反应时间长，粒子容易团聚板结，且原料成本高。利用水热法可以得到纯度高、分散性好的纳米氧化物，而且该方法对环境污染小、能耗少，但由于反应是在高温高压条件下进行，对实验设备要求比较严格，投资大，且操作不安全，目前较少使用。

金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）是一种多孔配位聚合物，由金属离子和有机配体在一定条件下组装而成，具有结构、尺寸、组成和性质可调控等优点。MOFs具有超高的孔隙率和极高的比表面积，使其在气体存储和分离、气敏和药物传输等方面具有广泛的应用。目前还没有利用金属有机模板来制备二氧化铈的报道，且现有技术制备的二氧化铈存在尺寸不均一、粒子易团聚，反应条件苛刻等问题，限制了二氧化铈的发展。本发明以六水合硝酸铈和2-甲基咪唑为原料，制备了一种具有多孔结构的纳米二氧化铈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于有机模板制备活性多孔纳米二氧化铈的方法，其以2-甲基咪唑为模板材料制得的二氧化铈具有尺寸、粒径小等特点，并具有良好的过氧化物酶活性，且其制备方法简单，利于大规模推广。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于有机模板制备活性多孔纳米二氧化铈的方法，其包括以下步骤：

（1）前驱体的合成：将3 mL、1.55 mmol的Ce(NO₃)₃•6H₂O溶液和20>

（2）多孔二氧化铈纳米粒的合成：将所得前驱体置于瓷舟中，放入马弗炉，在300-400℃空气氛围中煅烧3h，所得黄色粉末即为多孔二氧化铈纳米粒。

MOFs是一种有机-无机杂化材料，它可以通过无机单元与多种有机配体的构建，得到可控的多孔结构，通过这些构建单元的组合可以得到新的性质。本发明利用2-甲基咪唑为模板，通过控制煅烧气氛、煅烧温度，合成出形貌均一且多孔的金属氧化物CeO₂。

本发明制备的二氧化铈纳米粒尺寸、粒径小，具有良好的过氧化物酶活性，且其制备方法简单，可操作性强，制备成本低，无需添加表面活性剂，利于大规模推广。

附图说明

图1为实施例1-3不同煅烧温度所得多孔二氧化铈纳米粒的XRD衍射图。

图2为实施例1-3不同煅烧温度所得多孔二氧化铈纳米粒的过氧化物酶活性对比图。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

（1）前驱体的合成：将3 mL、1.55 mmol的Ce(NO₃)₃•6H₂O溶液和20>

（2）多孔二氧化铈纳米粒的合成：将所得前驱体置于瓷舟中，放入马弗炉，在300℃空气氛围中煅烧3h，所得黄色粉末即为多孔二氧化铈纳米粒。

实施例2

（1）前驱体的合成：将3 mL、1.55 mmol的Ce(NO₃)₃•6H₂O溶液和20>

（2）多孔二氧化铈纳米粒的合成：将所得前驱体置于瓷舟中，放入马弗炉，在350℃空气氛围中煅烧3h，所得黄色粉末即为多孔二氧化铈纳米粒。

实施例3

（1）前驱体的合成：将3 mL、1.55 mmol的Ce(NO₃)₃•6H₂O溶液和20>

（2）多孔二氧化铈纳米粒的合成：将所得前驱体置于瓷舟中，放入马弗炉，在400℃空气氛围中煅烧3h，所得黄色粉末即为多孔二氧化铈纳米粒。

图1为实施例1-3所得二氧化铈纳米粒的XRD衍射图。

将实施例1-3所得二氧化铈纳米粒分别加水溶解，然后采用紫外分光光度仪，在652nm波长下对溶液进行动力学扫描，每隔30s记录一次，反应时间为540s，确定不同温度下煅烧得到的多孔二氧化铈纳米粒的过氧化物酶活性，结果如图2所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。