[發(fā)明專利]一種一維納米材料有序組裝體及其制備和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010413663.1
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111620372A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 李林鵬;王宏志;李耀剛;張青紅;侯成義
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C01G39/02
• 分類號: C01G39/02;C01G31/02;C01G29/00;B22F1/00
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權代理事務所 31233
• 代理人: 魏峯;黃志達

本發(fā)明涉及一種一維納米材料有序組裝體及其制備和應用。該制備方法包括：將一維納米材料分散在水與丙三醇的混合溶劑中，得到一維納米材料分散液；用毛筆蘸取一維納米材料分散液，刷涂在基底上，干燥。本發(fā)明簡單可靠，條件溫和，實現(xiàn)了多種一維納米材料的有序排列；制備的組裝體具有電學性能和熱電性能，可以用于各向異性導體和熱電領域。

技術領域

本發(fā)明屬于納米材料組裝體及其制備和應用領域，特別涉及一種一維納米材料有序組裝體及其制備和應用。

背景技術

一維納米材料由于其獨特的物理化學性質，成為功能納米器件的重要組成部分。為了發(fā)揮一維納米材料的優(yōu)勢，研究者們需要對其進行有序組裝，使具有良好的光、電等物理性能，在納米電子、納米醫(yī)學、納米能源等領域具有廣闊的應用前景。如在場效應晶體管中，通過結構的調控，可以提高從源極到漏極的載流子遷移率，進而提高晶體管性能(Nature,2003,425,274-278)。

一維納米材料的有序組裝方法有多相界面法(Adv Funct.Mater.,2010,20,958-964；ACS Appl.Nano Mater.,2019,2,1466-1471)、Langmuir-Blodgett法(Angew.Chem.Int.Ed.,2017,56,5055-5060；ACS Nano,2017,11,4346-4357)、毛筆刷涂法(Adv.Mater.,2018,30,1706938)等，其中刷涂法具有力學可控、方法簡便和大面積制備的優(yōu)勢，它利用定向剪切力和溶劑蒸發(fā)過程中的毛細力實現(xiàn)多種塊體和納米材料的組裝。在電子加工方面，刷涂法可以制備多種半導體聚合物器件，誘導分子鏈取向而具有各向異性特性(Proc.Natl.Acad.Sci.,2017,114,10066-10073)。但在一維納米材料有序組裝方面，由于缺乏足夠精確的誘導力，刷涂法難以實現(xiàn)一維納米材料有序取向。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種一維納米材料有序組裝體及其制備和應用，以克服現(xiàn)有技術中刷涂法難以實現(xiàn)一維納米材料有序取向的缺陷。

本發(fā)明提供一種一維納米材料有序組裝體的制備方法，包括：

(1)將一維納米材料分散在水與丙三醇的混合溶劑中，得到一維納米材料分散液，其中水和丙三醇的體積比為1：1～4，一維納米材料分散液的濃度為1～20mg/mL；

(2)用毛筆蘸取步驟(1)中一維納米材料分散液，刷涂在基底上，干燥后得到一維納米材料有序組裝體。

所述步驟(1)中一維納米材料包括銀納米線、三氧化鉬納米帶、五氧化二釩納米帶或硫化鉍納米帶。

所述三氧化鉬納米帶、五氧化二釩納米帶和硫化鉍納米帶通過水熱反應制備得到。

所述水熱反應具體為：將溶液倒入水熱釜內膽中，套上不銹鋼水熱外膽后，放入烘箱進行水熱反應，得到產(chǎn)品；其中水熱釜中液體的容積占比為60～90％(水熱釜中液體占水熱釜容積的體積百分比)。

所述三氧化鉬納米帶的制備方法包括：將鉬粉加入體積比為1：1.5～3的水和雙氧水混合溶劑中，常溫攪拌，然后進行水熱反應，即得，其中鉬粉在混合溶劑中的濃度為0.05～0.08g/mL，水熱反應溫度為200～230℃，水熱反應時間為48～72h。

所述五氧化二釩納米帶的制備方法包括：將五氧化二釩顆粒加入水和雙氧水的混合溶劑中，常溫攪拌，然后進行水熱反應，即得，其中五氧化二釩顆粒在混合溶劑中的濃度為0.005～0.02g/mL，雙氧水和水的體積比為1：5～8，水熱反應溫度為200～230℃，水熱反應時間為72～120h。

所述雙氧水的體積分數(shù)為30％。