1.2.4 液相法制备纳米 Co3O4

液相法是选择一种或一种以上的可以溶解的盐类，按照计算出的计量比，按原材料组 分计量比溶解制成溶剂。这一步是为了让不同元素变成离子或分子状态，之后选择一种沉 淀剂或着用蒸发、升华、水解等合适的操作，使金属离子产生均匀的沉淀或者结晶。最后 将沉淀或者结晶用加热使其分解或者脱水的办法，来得到所需材料粉体。根据将原材料制 备的过程的不同，液相法又可以分为以下几种方法：溶胶-凝胶法、沉淀法（共沉淀法、 单向沉淀法、混合物共沉淀、均匀沉淀法和化合物沉淀法）、水热法、水解法、电解法、 氧化法、还原法、喷雾法、冻结干燥法。

(1) 溶胶-凝胶法

Sevg[17]采用溶胶-凝胶法（sol-gel）成功的上制备了Co3O4及Li掺杂的Co3O4薄膜并将 其涂在了铂基材料的表面上。在溶胶-凝胶法中，可通过调节气氛、温度等参数或掺杂其 他不同元素的方法合成Co3O4并使其性能得到较大改善。这种方法合成的产物颗粒细小， 不易团聚，具有较高的化学性能，且易使制得粉体颗粒更均匀。但是其合成条件难以调控， 原料有机物较多，合成周期长，成本高，颗粒易团聚，烧结性差，易收缩。

曹枫等人用溶胶-凝胶法制备了铁酸铋（BiFeO3）光催化剂并研究了其性能，他们制 得的样品含极少量的杂质，在催化实验中前20分钟反应的速度极快，然后开始逐渐减慢速 度，在1个小时后降解了大约60%左右甲基橙，之后测试溶液却一直没有明显的颜色变化。 这说明降解率估计保持在60%左右。

(2) 沉淀法

沉淀法，就是通过让所需要产物形成沉淀再分离出来的方法。该方法主要有两个步骤， 一、沉淀的生成；二、沉淀物质和溶液的分离。其中沉淀的生成是该方法的最关键步骤。 沉淀法要控制沉淀物的粒径与形状。沉淀法又可以细分为共沉淀法、单向沉淀法、混合物 共沉淀、均匀沉淀法和化合物沉淀法。

(3) 水热法 水热法是将原材料制成水溶液，并将其放到特定的反应釜内，由于水溶液是其的反应

体系，所以在通过高温高压之后，反应体系会被加热到一个临界温度。之后经过分离和再 一步热处理的方式，可以得到氧化物纳米粒子。可以使一些在常温常压下反应速率很慢的 热力学反应在水热条件下实现反应快速化。水热合成法具有反应条件易于达到、所得产物 不会被外界杂质污染，所以纯度高、晶粒发育完全、粒径小且分布均匀、不会聚集成一团、 颗粒与颗粒之间分散较开、形状可控、不需煅烧处理等优点，已经成功用于制备新型金属 配合物无机微孔材料，快离子导体荧光体及其他功能氧化物和复合氧化粉末[18]等。

(4) 水解法

水解法是通过在水加入金属氢化物如 LiH、NaH、KH、CaH2、BaH2 来合成所需粉末 的一种方法。水解反应的产物通常是氢氧化物、水合物等沉淀类型的产物，通过将产物溶 解在纯水中然后再进行脱水步骤后可以得到纯度极高的陶瓷超细粉末。水解法又分为无机 盐水解法和金属醇盐水解法。

(5) 溶剂热法 在水热基础上发展的溶剂热法是使用如甲酸、乙醇、苯、乙二胺、CCl4等有机溶剂来

代替水作为溶剂，采用类似水热合成的原理制备纳米金属氧化物是水热反应的又一重大改 变。

本篇论文就是通过水热法制备Co3O4的纳米粉体，该实验就是通过将1.1640g Co(NO3)2·6H2O于室温下溶解于74mL无水乙醇中，加入6mL三乙胺后于室温下剧烈搅拌 15min转移到内层涂有聚四氟乙烯反应釜中，放置在160℃溶剂中热处理24h冷却到室温 后，取出样品置于塑料离心管中，用无水乙醇洗涤离心过滤置于烘箱中50℃干燥12h。最 后将制成的粉体研磨得到纳米Co3O4粉体，它是一种具有稳态结构的物质。文献综述