[發(fā)明專利]一種Co3O4/In2O3 異質結構納米管及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103643350A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 盧啟芳
• 申請（專利權）人: 齊魯工業(yè)大學
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01F1/08;D01D5/00;B01J23/825;B01J35/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發(fā)明涉及氧化物納米管的制備，具體涉及一種Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管及其制備方法與應用，屬于無機材料領域。

背景技術

一維納米材料與相應的塊體材料相比，由于其優(yōu)異的物理化學性能而得到廣泛的關注，在電子和光學納米器件，化學和生物傳感器、催化、超疏水表面、環(huán)境、能源、生物醫(yī)學領域等諸多領域有著廣泛的應用前景。In₂O₃是一類n型半導體，Co₃O₄是一種p型半導體，In₂O₃和Co₃O₄復合形成p-n異質結構可有利于載流子的分離，提高其光催化活性。目前制備納米管的方法主要有水熱法，如CN100425538等。

近年來靜電紡絲技術在制備一維納米材料領域得到了廣泛應用，通過靜電紡絲法制備的納米材料具有長徑比大、孔隙率高、比表面積大等優(yōu)點，被認為是制備納米纖維最簡單有效的方法之一。但現(xiàn)有的靜電紡絲技術往往只能制得實心的納米纖維而非納米管狀材料，如CN101905974、CN102251305。

此外，CN103334179也報道了一種制備中空結構氧化銦納米纖維的方法，該方法首先采用聚偏氟乙烯納米纖維為主體，再包裹氧化銦前驅體，最后燒結，從而形成中空結構氧化銦納米纖維，該方法的缺陷在于工序復雜繁瑣，對納米管狀結構的壁厚等不容易控制。

目前，采用靜電紡絲技術直接制備Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管，未見相關報道。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管及其制備方法與應用。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管，是由Co₃O₄納米顆粒和In₂O₃納米顆粒構成，Co₃O₄納米顆粒和In₂O₃納米顆粒的粒徑為10-20nm；該納米管直徑為100-200nm，壁厚為10-50nm。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管的長度為1-4mm。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管由單層Co₃O₄納米顆粒和In₂O₃納米顆粒構成；更優(yōu)選的，Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管的壁厚為15-25nm。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的Co和In的摩爾比為1：（0.5-1.5）。

根據(jù)本發(fā)明，一種Co₃O₄/In₂O₃異質結構納米管的制備方法，步驟如下：

（1）將硝酸鈷和硝酸銦溶解在由去離子水和無水乙醇組成的混合溶劑中，加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）至粘度為0.1-1.0Pa·S，攪拌均勻，得到可紡性溶膠；

所述的Co和In的摩爾比為1：（0.5-1.5），所述的混合溶劑中去離子水和無水乙醇的體積比為1：（0.5-1.6）；所述的聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量為4萬-300萬；

（2）將步驟（1）制得的可紡性溶膠靜電紡絲，制得前驅體纖維；

靜電紡絲的條件：可紡性溶膠的噴出速率為0.1-1.5mL/h，電壓為15-30kV，靜電紡絲溫度控制在20-35℃；