[發明專利]TiO2納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310287068.8
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103346016A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張延宗;鄧琴;劉燕;吳凌姍;黃成毅;王莉淋;彭宏;沈飛;鄧仕槐;李黎
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/20;C25D11/26;C25B3/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;吳彥峰

1.一種TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，其特征在于：所述復合材料由在獨立分離的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩構成。

2.如權利要求1所述的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，其特征在于：聚乙撐二氧噻吩填充在獨立分離的TiO₂納米管陣列內徑20-80nm的納米管內空間，以及管與管10-30nm的空間內，填充長度等于或小于TiO₂納米管陣列長度。

3.如權利要求1所述的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，其特征在于：所述獨立分離的TiO₂納米管陣列是指：納米管內徑20-80nm，壁厚20-50nm，管與管的間距10-30nm，管長大于500nm。?

4.如權利要求3所述的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，其特征在于：所述獨立分離的TiO₂納米管陣列是指：納米管內徑40-80nm，壁厚20-40nm，管與管的間距10-20nm，管長大于500nm。

5.如權利要求4所述的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，其特征在于：所述獨立分離的TiO₂納米管陣列管是指：納米管內徑40-60nm，壁厚20-30nm，管與管的間距15-20nm，管長大于500nm。

6.一種權利要求1至5中任一權利要求中所述的復合材料的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

（1）以經預處理后的鈦片或鈦絲網為陽極，石墨棒為陰極，以離子液體和水為電解液，其中水的質量比為1%-10%，余者為離子液體，在20-100V恒定電壓陽極氧化，反應0.5h-3h后，清洗并去除鈦基底上面的氧化膜，所述離子液體為水溶性的四氟硼酸鹽、三氟甲磺酸鹽和三氟乙酸鹽之一；

（2）?與（1）步相同條件下進行二次陽極氧化，清洗干燥后400-600℃煅燒得到內徑20-80nm，壁厚20-50nm，管與管的間距10-30nm，管長大于500nm的獨立分離的TiO₂納米管陣列；

（3）?以（2）步得到的獨立分離的TiO₂納米管陣列為陽極，鉑絲為陰極，在0.1-5mM的3,4-乙撐二氧噻吩和0.1-5mM十二烷基硫酸鈉水溶液中進行恒電位或恒電流電聚合，得到在TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，所述恒電位電聚合是指：控制10-50V電聚合電位，所述恒電流電聚合是指：5-50mA電聚合脈沖電流，恒電流脈沖電流模式：陽極電流100-500ms，陰極電流50-500ms，休止電流5-200ms。

7.如權利要求6所述的復合材料制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

（1）?以經預處理后的鈦片或鈦絲網為陽極，石墨棒為陰極，以離子液體和水為電解液，其中水的質量比為1%-5%，余者為離子液體，在40-80V恒定電壓陽極氧化，反應0.5h-2h后，清洗并去除鈦基底上面的氧化膜，所述離子液體為水溶性1,3二甲基咪唑四氟硼酸鹽、1,3二甲基咪唑三氟乙酸鹽、N-丁基吡啶三氟甲磺酸鹽之一；

（2）?與（1）步相同條件下進行二次陽極氧化，清洗干燥后500-600℃煅燒得到納米管內徑40-80nm，壁厚20-40nm，管與管的間距10-20nm，管長大于500nm的獨立分離的TiO₂納米管陣列；

（3）?以（2）步得到的獨立分離的TiO₂納米管陣列為陽極，鉑絲為陰極，在0.6-3mM的3,4-乙撐二氧噻吩和1-5mM十二烷基硫酸鈉水溶液中進行恒電位或恒電流電聚合，得到在TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，所述恒電位電聚合是指：控制10-25V電聚合電位，所述恒電流電聚合是指：5-25mA電聚合脈沖電流，恒電流脈沖電流模式：陽極電流100-250ms，陰極電流50-250ms，休止電流5-100ms。

8.權利要求1至5中任一權利要求中所述的TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料的應用，其特征在于：作為光電電極，在水光解制氫、環境污染治理、染料敏化太陽能電池領域的應用。