[發明專利]一種納米管/粉共混態金屬氧化物

有效

• 申請號: 201210052477.5
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102718491A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 林仕偉;潘能乾;廖建軍;李士普;李丹紅
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C25D11/02
• 代理公司: ?？谙柘鑼＠聞沼邢薰?46001
• 代理人: 李勇;劉清蓮

技術領域

本發明涉及一種納米管/粉共混態金屬氧化物，屬于納米材料科學領域。?

背景技術

材料科學的發展是推動社會進步的核心力量，歷史上每一個階段的提升均伴隨著更先進的材料的出現及普及。納米材料科學作為一種新興科學技術，雖然發展歷史短暫，并未創造出足以改變世界的革命性的成果，但其在各個領域早已嶄露頭角。一方面在一些傳統技術上大幅度提升效率；另一方面，由其開發出許多新技術新方法正逐漸體現越來越重要的價值。納米材料科學重要性毋庸置疑，其必將引領未來科技發展方向。?

金屬，作為一種已為人類做出無數貢獻的傳統材料，我們早已無比熟悉。而在曾經的一段歷史里，金屬氧化物是被我們人類所厭惡的，因為它們總以斑斑銹跡呈現，金屬腐蝕問題每年都給社會帶來重大損失。人們也總在想方設法更簡單地從其氧化物——礦物中得到金屬單質。而現如今，納米材料科學的發展讓我們認識到，金屬氧化物不但不是一無是處，而且大有作為。納米金屬氧化物將在催化材料、能源材料、智能材料等新型材料領域發揮重要作用。若實現這些納米技術實際應用將有望解決目前一些關鍵問題如資源、能源、污染，并且能夠真正將人類帶入一個高效、智能、綠色的美妙世界。?

1972年，日本學者Fujishima?A和Honda?K首次發現利用TiO₂單晶電極可實現光催化分解水產生氫氣這一現象，從而揭示了利用太陽能直接分解水制氫的可能性。但其低下的效率卻從根本上否定了這一創舉的實際應用價值。隨著納米技術的發展，學者們勇于嘗試，制備各種不同納米結構的新型材料，開創各種納米改性方法，現今為止，美國的科學家制備所得的TiO₂納米管陣列已能夠將光轉化效率提高到了12%以上，有望實現光解水制氫的實際應用，開辟了綠色能源開發利用的新道路。?

納米，符號nm，是一長度單位，1nm=10^-9m。納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構成的材料。雖然概念簡單，但遺憾的是，對于這個美妙的納米世界我們仍有太多的未知。由此，在向往納米時代的光明前景之余，對納米材料的一些基礎研究工作尤為必要，包括納米材料的制備合成、功能化、改性以提高效率，以及使用方式甚至新的應用領域。如何以簡單的制備工藝和改性方法得到高效、低成本、便于利用的納米材料成為了問題的出發點。?

已有大量研究證明TiO₂、ZnO或NiCo₂O₄等諸多金屬氧化物或化合物是性能優良的半導體材料，在半導體器件、光催化劑應用中有廣闊前景，而其結構納米化以提高效率是學者們公認的可行辦法；也有研究這些材料的納米態用于電池材料、敏感材料如氣體傳感器、濕度傳感器，等各個先進領域或涂料、高分子材料添加劑等傳統領域的性能提升，效果明顯。然而，這些成果大部分也只能體現在實驗室的研究當中，生產生活中實際應用仍有長遠距離。主要問題集中在材料制備工藝復雜、性能控制困能、成本極高；材料性能單一，效率也有待提高；且使用環境苛刻，應用范圍有限。?

如TiO₂，其銳鈦礦相禁帶寬度約3.2eV，性能穩定、安全無毒，在光催化、太陽能電池、半導體器件等諸多領域中有廣泛應用前景。但常規塊體材料或普通的納米粉末材料光電轉換效率不高，性能低下；并且由于禁帶寬度較大，只能吸收能量較高的紫外光，而地表太陽光中這部分約占5%不到。因此，探求合理的材料結構以得到高轉化效率、簡單易行的制備方法，以及針對材料可見光化的有效改性方法等均是材料實際應用的關鍵。?

針對這些問題，本發明從較為成熟的傳統工藝出發，與新技術結合，探求材料制備和改性方法；從材料結構與性能的關系出發，發揮材料復合態優勢提高材料性能；結合實際應用，開創出用傳統陽極氧化、球磨、退火等方法制備可用于光催化、太陽能電池、半導體器件、電池材料、傳感器材料、涂料及添加劑等多個領域的納米管/粉共混金屬氧化物材料。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、易于改性、性能和應用優勢突出，適于光催化應用、光解水制氫、太陽能電池、傳感器材料、電池材料和涂料、添加劑等領域的納米管/粉共混態金屬氧化物及其制備工藝和應用方法。?

本發明為解決其技術問題所采取的技術方案是：?

1、一種納米管/粉共混態金屬氧化物，其特征在于，結構為納米管、納米粉共混狀態。

2、前述的一種納米管/粉共混態金屬氧化物，其特征在于，其制備方法，包括以下步驟：?