[發明專利]一種管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710045821.0
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106872063B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 楊永超;秦浩;王洋洋;金鵬飛;劉繼江;周明軍;吳亞林
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;B01J23/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

一種管狀氧化鎢?石墨烯復合材料的制備方法及應用。本發明屬于先進材料技術領域，具體涉及一種管狀氧化鎢?石墨烯復合材料的制備方法及應用。本發明的目的是通過制備氧化鎢?石墨烯復合材料提升石墨烯材料的溫敏特性。方法：一、將石墨氧化成氧化石墨粉；二、將氧化石墨粉超聲分散在正丙醇中，然后加入六氯化鎢，進行水熱反應；三、調節pH值至9～10，然后加入50％的水合肼水溶液，油浴中反應，反應后進行離心清洗后進行干燥，得到黑色粉末，即管狀氧化鎢?石墨烯復合材料。應用：作為溫度傳感器的溫敏特性材料應用、作為氣體傳感器敏感材料應用或作為光催化降解材料應用。

技術領域

本發明屬于先進材料技術領域，具體涉及一種管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的制備方法及應用。

背景技術

氧化鎢作為典型的過渡族金屬氧化物，在氣體傳感和催化降解等領域具有潛在的應用價值。通過不同的合成方法已經制備了不同的氧化鎢納米結構：納米團簇、納米棒、納米帶、納米管等，已經在一些領域取得了應用。但單純氧化鎢納米材料的性能特點還存在缺陷，使其應用具有一定限制。

具有單層碳原子結構的石墨烯，比表面積高達2600m²/g，結構非常穩定，同時具備優秀的導電性。通過將氧化鎢和石墨烯材料復合，發揮兩者各自特點，進而提高復合材料在不同應用領域性能是科研工作者研究的熱門領域。然而，現有的技術中還沒有相關文獻報道一種管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的制備方法和作為溫度傳感器溫敏特性材料方面的應用。

發明內容

本發明的目的是通過制備新型的氧化鎢-石墨烯復合材料提升石墨烯材料的溫敏特性，而提供的一種管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的制備方法及應用。

本發明的一種管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的制備方法按以下步驟進行：

一、將石墨粉采用改進的Hummers法進行氧化，制得氧化石墨粉；

二、將步驟一得到的氧化石墨粉在正丙醇中超聲分散，超聲頻率為35kHz～45kHz，超聲時間為0.5h～1.5h，得到分散溶液，然后向分散溶液中加入六氯化鎢，待六氯化鎢完全溶解后將溶液轉入反應釜中進行水熱反應，得到混合溶液；其中所述水熱反應溫度為150～250℃，水熱反應時間為10h～14h；

步驟二中所述氧化石墨粉的質量與正丙醇的體積比為1mg～5mg：3mL；

步驟二中所述六氯化鎢物質的量與分散溶液的體積比為0.008mol～0.012mol：1L；

三、將步驟二得到的混合溶液轉入錐形瓶中，調節混合溶液pH值至9～10，然后加入50％的水合肼水溶液，轉至油浴中，在溫度為80～120℃和攪拌速度為500r/min～1000r/min的條件下反應1.5h～2.5h，反應后進行離心，對離心后的固體物質進行清洗后，于溫度50～70℃的條件下干燥，得到黑色粉末，即管狀氧化鎢-石墨烯復合材料；

步驟三中所述50％的水合肼水溶液的體積與步驟二中所述氧化石墨粉的質量比為1mL：20mg～40mg。

本發明的管狀氧化鎢-石墨烯復合材料的應用在于將管狀氧化鎢-石墨烯復合材料作為溫度傳感器的溫敏特性材料應用、作為氣體傳感器敏感材料應用或作為光催化降解材料應用。

本發明的有益效果：

本發明通過改變氧化石墨的加入量調節石墨烯占復合材料的質量比，所制得的復合材料可以有效提高溫敏特性材料性能，使得該材料具有廣泛的應用前景。

本發明通過絲網印刷工藝精確控制溫度敏感膜的厚度，所制溫度傳感器，具有響應快、重復性好和性能穩定等特點，制得的溫度傳感器溫度測量范圍為30～210℃，可在低溫段和高溫段進一步擴展。

與現有技術相比，本發明具有以下幾個顯著的特點：