[發明專利]Nb2O5一維納米材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810072144.2
• 申請日: 2008-11-18
• 公開（公告）號: CN101439883A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 魏明燈;羅海燕;魏可鎂
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于納米材料，更具體涉及一種Nb₂O₅一維納米材料及其制備方法。

背景技術

Nb₂O₅在光電催化、太陽能電池、生物傳感器和鋰離子電池等方面具有潛在的應用，但有關Nb₂O₅納米棒合成的研究報道較少，目前報道的一維納米Nb₂O₅的合成方法主要有三種，一、低溫等離子處理法，該法需要大型設備，成本高；二、高溫下層狀K₄Nb₆O₁₇的剝離，反應溫度高于1?000℃，成本高，能耗大；三、鈮單質和尿素溶液水熱反應后再高溫焙燒，反應操作復雜。目前還未有金屬單質粉末和水在水熱反應條件下直接制備Nb₂O₅納米棒的相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種Nb₂O₅一維納米材料及其制備方法，采用簡單的水熱方法制備，操作過程簡單，原料易得，成本低廉，溶劑無毒無害環境友好，可以大量合成，制備的Nb₂O₅納米棒性能優越，用途廣泛，適合大規模推廣，具有顯著的經濟效益。

本發明Nb₂O₅一維納米材料為Nb₂O₅納米棒，長度為幾百納米到幾十個微米，寬度幾十到幾百納米。

本發明的Nb₂O₅一維納米材料的制備方法：將蒸餾水與鈮單質粉末混合，在高壓釜中充分攪拌，反應物在423-478K下反應3-30天，然后過濾，在323-373K下干燥12-24h得到最終產品。

本發明的顯著優點是：本發明在較低溫度下和不添加任何表面活性劑和模板劑的條件下，用簡單的水熱方法制備出了Nb₂O₅納米棒，操作過程簡單，原料易得，成本低廉，溶劑無毒無害環境友好，可以大量合成，制備的Nb₂O₅納米棒性能優越，用途廣泛，是很好的新能源材料，可用于光電催化，太陽能電池，傳感器和鋰離子電池等方面；適合大規模推廣，具有顯著的經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明的Nb₂O₅一維納米材料的掃描電鏡形貌圖。

圖2是本發明的Nb₂O₅一維納米材料的透射電鏡圖。其中a部分是Nb₂O₅一維納米材料的低倍透射電鏡圖，b部分是Nb₂O₅一維納米材料的高分辨透射電鏡圖。

具體實施方式

將鈮單質粉末直接和蒸餾水混合，在帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中充分攪拌，溶液填充體積為容器的50～75％，反應物在423-478K下反應3-30天，然后過濾，在323-373K下干燥12-24h得到最終產品。

鈮單質粉末和蒸餾水的用量為：蒸餾水用量，其體積為反應釜容積的50～75％，鈮單質粉末的用量與蒸餾水的用量的質量比為1∶50～1∶3750。

合成的納米棒長度約為幾百納米到幾十個微米，直徑幾十到幾百納米。

以下是本發明的幾個具體實施例，但是本發明不僅限于此。

實施例1

鈮單質粉末和蒸餾水的用量為：0.01g鈮單質粉末和37.5ml蒸餾水，質量比為1∶3750。

將鈮單質粉末和蒸餾水混合，在帶有50ml聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中充分攪拌，溶液填充量為容器的75％，反應物在423K下反應3天，然后過濾，在323K下干燥12h得到最終產品。

實施例2

鈮單質粉末和蒸餾水的用量為：0.05g鈮單質粉末和30ml蒸餾水，質量比為1∶600。

將鈮單質粉末和蒸餾水混合，在帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中充分攪拌，溶液填充度為60％，反應物在478K下反應30天，然后過濾，在373K下干燥24h得到最終產品。

實施例3

鈮單質粉末和蒸餾水的用量為：0.08g鈮單質粉末和30ml蒸餾水，質量比為1∶375。