[發明專利]一種高長徑比二氧化鉬納米管及其制備方法

有效

• 申請號: 201810369837.1
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108585046B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 楊森;張垠;齊東霞;周超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01G39/06
• 分類號: C01G39/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明涉及一種高長徑比二氧化鉬納米管及其制備方法，所述方法包括如下步驟：步驟(1)以四水合七鉬酸銨、一水合檸檬酸為原料制備混合溶液，以及步驟(2)水熱反應得到高長徑比二氧化鉬納米管。本發明的高長徑比二氧化鉬納米管中的納米管含量大于95％，單根納米管直徑為1?8nm，長度為2?7μm。本發明方法無毒無污染，環境友好且重復性強。

技術領域

本發明屬于半導體納米材料技術領域，具體涉及一種高長徑比二氧化鉬納米管及其制備方法。

背景技術

過渡金屬氧化物具有非常獨特的性能，例如超導性、巨磁阻效應還有壓電效應等。其中二氧化鉬具有金屬導電性、高熔點，而且有望被廣泛地用作催化劑、傳感器、記錄材料以及電極材料等。

現有技術中，關于合成二氧化鉬的方法有很多。典型的是通過還原三氧化鉬來合成二氧化鉬粉末。Yang等通過在酒精蒸汽中還原三氧化鉬得到了二氧化鉬。Manthiram和Liu等通過液相還原的方法制得了二氧化鉬粉末。Liang等通過低溫水熱反應制得了不同形貌的二氧化鉬納米顆粒。也有科研工作者通過水熱法合成了多孔和中空的二氧化鉬納米球。一維二氧化鉬的合成也有報道，但大多是用碳納米管作為模板進行生長，或者通過熱蒸發的方式合成等。例如，Zhou等就是通過在Mo片上進行熱蒸發制備了大規模的二氧化鉬納米管陣列。Suemitsu等通過在乙炔和氧氣的混合氣體中點燃Mo基片，從而得到了二氧化鉬中空纖維。然而，鮮有報道通過低溫水熱制得高產率高長徑比的二氧化鉬納米管。

通過低溫水熱制得高產率高長徑比的二氧化鉬管具有十分重要的意義。本發明的發明人經過大量創造性勞動提出本發明。

發明內容

為解決上述背景技術提及的技術問題，本發明旨在提供一種高長徑比二氧化鉬納米管及其制備方法，尤其是低溫制備高長徑比二氧化鉬納米管的方法。本發明的技術方案為一種高長徑比二氧化鉬納米管的制備方法，包括如下步驟：步驟(1)，以四水合七鉬酸銨、一水合檸檬酸為原料，制備混合溶液；以及，步驟(2)：水熱反應。

進一步地，在步驟(2)后，還包括步驟(3)：將水熱反應后的產物后處理。

進一步地，所述后處理包括將水熱反應后的產物進行反復離心洗滌并干燥。

進一步地，在步驟(2)水熱反應前充分攪拌所述混合溶液，然后置于反應釜中進行水熱反應。

進一步地，在所述步驟(1)中，將所述四水合七鉬酸銨置于水中，攪拌待鉬酸銨完全溶解在水中，得到鉬酸銨溶液；在攪拌的過程中向所述鉬酸銨溶液中加入一水合檸檬酸，攪拌若干小時，得到所述混合溶液。優選攪拌10-30分鐘待鉬酸銨完全溶解在水中。

本發明的某種實施方式中，所述鉬酸銨溶液的濃度為0.01-0.08mol/L；在攪拌的過程中向所述鉬酸銨溶液中加入一水合檸檬酸，攪拌1-8h，得到所述混合溶液；所述鉬酸銨溶液的濃度優選為0.01-0.05mol/L，更優選0.025mol/L。

進一步地，所述步驟(2)包括：將所述混合溶液轉移至聚四氟乙烯反應釜中，待反應釜以3-5℃/min的升溫速率升至160-200℃，保溫40-60h，然后將反應釜冷卻至室溫，在反應釜中進行水熱反應，水熱反應1-10h。優選以5℃/min的升溫速率升至180℃，保溫48h。

進一步地，在所述步驟(3)中，所述后處理包括用去離子水和無水乙醇對反應釜中的深色沉淀物進行反復離心洗滌，待沉淀物中的雜質去除后干燥。

本發明還提供了上述方法制得的所述高長徑比二氧化鉬納米管所述二氧化鉬納米管為單斜的二氧化鉬結構(monoclinic-MoO₂)，其中納米管含量大于95％，單根納米管直徑為1-8nm，長度為2-7μm。

本發明還提供了上述方法制得的所述高長徑比二氧化鉬納米管的應用，所述的高長徑比二氧化鉬納米管作為半導體納米材料制備的原料。