一種釩氧化物納米陣列及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銀氧化物納米陣列，屬于納米材料和納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明還涉及了上述釩氧化物納米陣列的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，以納米科技為代表的新興技術(shù)，給人類帶來第三次工業(yè)革命，納米科技將給人類創(chuàng)造更多的新物質(zhì)、新材料和新器件，改變?nèi)藗兦О倌陙硇纬傻纳?。人們研究和開發(fā)納米技術(shù)的目的，就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微觀世界的有效控制。納米技術(shù)是一種能在原子或分子水平上操縱物質(zhì)的技術(shù)，或者說是在納米水平上對(duì)物質(zhì)和材料進(jìn)行研究處理的技術(shù)，作為材料技術(shù)，納米技術(shù)能夠?yàn)樾畔⒑蜕锟茖W(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供基礎(chǔ)的材料，所以納米技術(shù)的意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子信息技術(shù)和生物科學(xué)技術(shù)。
[0003]釩氧化物由于其優(yōu)異的性能從而在電化學(xué)、催化、傳感器、智能包覆、光信息存儲(chǔ)、光開關(guān)、光致變色、電致變色和紅外探測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。不同類型形貌的釩氧化物納米材料相繼被報(bào)道，如:CN 1012050804 B合成出棒狀的，片狀的納米釩氧化物。Krumeich等報(bào)道了利用三異丙醇氧化釩和以脂肪胺為模板劑制備出類似碳納米管結(jié)構(gòu)的釩氧化物納米管(J.Am.Chem.Soc.，1999，121，8324-8331)。納米陣列是具有納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)單元按照一定的規(guī)則排列形成。納米陣列可以更加自由地調(diào)節(jié)納米陣列體系的性質(zhì)，就為成功設(shè)計(jì)多功能的納米器件的元件提供了保證。在超級(jí)電容器，高密度存儲(chǔ)介質(zhì)，納米發(fā)動(dòng)機(jī)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而關(guān)于釩氧化物納米陣列尚未看到報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種釩氧化物納米陣列，由釩氧化物納米片自組裝形成，解決了現(xiàn)有技術(shù)中還處于空白的問題。
[0005]本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種釩氧化物納米陣列的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
釩氧化物納米陣列，由釩氧化物納米片自組裝形成；釩氧化物納米片的長度為5~20ym，寬度為100~1000 nm，厚度為10~100 nm ;納米陣列是由10~100個(gè)釩氧化物納米片組成。
[0007]本發(fā)明提供了上述釩氧化物納米陣列的制備方法如下:
首先將釩源與模板劑充分水解，模板劑的用量與釩的用量的摩爾比為1:0.1-10 ; 之后將上述水解后的物質(zhì)進(jìn)行晶化，晶化溫度為100~250 °C，晶化時(shí)間為2~10 d。
[0008]所述的模板劑為環(huán)己胺；所述的釩源為五氧化二釩、草酸氧釩或乙酰丙酮氧釩。
[0009]所述的模板劑的用量與釩的用量的優(yōu)選摩爾比為1:1~5。
[0010]所述的晶化溫度優(yōu)選為150~200 °C，晶化時(shí)間優(yōu)選為4~8 d。
[0011]所述的水解過程為:先將釩源和模板劑共同加入到水中并劇烈攪拌使之成為粘稠液體，再將粘稠液體加入水中劇烈攪拌使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，其中釩源與水總用量的比例為I mol:50~200 L0
[0012]所述的水解過程為:將模板劑加入水中，將釩源溶解于水中，在攪拌情況下將釩液緩慢加入到上述的模板劑溶液中，完畢后劇烈攪拌使之充分水解，其中釩源與水總用量的比例為 I mol:50-200 L0
[0013]所述的釩源與水總用量的比例優(yōu)選為I mol:100~150 L。
[0014]總之，本發(fā)明公開的方法有以下優(yōu)點(diǎn):使用的模板劑和釩源比較常見，制備成本比較低；使用的制備工藝流程簡單，所得到的納米材料的形貌特殊，層次結(jié)構(gòu)清楚，而且可控。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例1得到樣品的XRD譜圖。
[0016]圖2為實(shí)施例1得到樣品的紅外光譜圖。
[0017]圖3為實(shí)施例1得到樣品的掃描電鏡圖。
[0018]圖4為實(shí)施例1得到樣品的掃描電鏡圖。
[0019]圖5為實(shí)施例2得到樣品的掃描電鏡圖。
[0020]圖6為實(shí)施例1得到樣品的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
將20 mmolV205和20 mmol的環(huán)己胺加入10 mL去離子水中并劇烈攪拌I h使之成為粘稠液體，再加入90 mL去離子水中后劇烈攪拌I h使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，然后將上述水解后的流變態(tài)物質(zhì)移入聚四氟乙烯襯底的不銹鋼反應(yīng)釜中，在180 °C下晶化5 do產(chǎn)品經(jīng)過水洗過濾，將濾餅轉(zhuǎn)移到50 mL乙醇中并在室溫下充分?jǐn)嚢鐸 d以完全除去有機(jī)物后再過濾，在70 °C下干燥，得釩氧化物納米陣列。其XRD譜圖，紅外光譜圖和掃描電鏡分別為圖1、2和3、4。
[0022]實(shí)施例2
將乙酰丙酮氧釩代替五氧化二釩，其它步驟同實(shí)施例1。其掃描電鏡為圖5。
[0023]實(shí)施例3
將草酸氧釩代替五氧化二釩，其它步驟同實(shí)施例1。其掃描電鏡為圖6。
[0024]實(shí)施例4
將20 mmolV205和40 mmol的環(huán)己胺加入10 mL去離子水中并劇烈攪拌I h使之成為粘稠液體，再加入90 mL去離子水中后劇烈攪拌I h使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，然后將其移入聚四氟乙烯襯底的不銹鋼反應(yīng)釜中，在160 °C下晶化5 d。產(chǎn)品經(jīng)過水洗過濾，將濾餅轉(zhuǎn)移到50 mL乙醇中并在室溫下充分?jǐn)嚢鐸 d以完全除去有機(jī)物后再過濾，在70 °C下干燥，得釩氧化物納米陣列。
[0025]實(shí)施例5
將20 mmol V2O5和10 mmol的環(huán)己胺加入10 mL去離子水中并劇烈攪拌I h使之成為粘稠液體，再加入90 mL去離子水中后劇烈攪拌I h使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，然后將其移入聚四氟乙烯襯底的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150 °C下晶化7 d。產(chǎn)品經(jīng)過水洗過濾，將濾餅轉(zhuǎn)移到50 mL乙醇中并在室溫下充分?jǐn)嚢鐸 d以完全除去有機(jī)物后再過濾，在70 °C下干燥，得釩氧化物納米陣列。
[0026]實(shí)施例6
將20 mmolV205和100 mmol的環(huán)己胺加入10 mL去離子水中并劇烈攪拌lh使之成為粘稠液體，再加入90 mL去離子水中后劇烈攪拌1 h使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，然后將其移入聚四氟乙烯襯底的不銹鋼反應(yīng)釜中，在200 °C下晶化3 d。產(chǎn)品經(jīng)過水洗過濾，將濾餅轉(zhuǎn)移到50 mL乙醇中并在室溫下充分?jǐn)嚢? d以完全除去有機(jī)物后再過濾，在70 °C下干燥，得釩氧化物納米陣列。
[0027]實(shí)施例7
將20 mmol乙酰丙酮氧銀和60 mmol的環(huán)己胺加入10 mL去離子水中并劇烈攪拌1 h使之成為粘稠液體，再加入90 mL去離子水中后劇烈攪拌1 h使之充分水解并調(diào)制成固體微粒和液體物質(zhì)分布均勻的流變態(tài)，然后將其移入聚四氟乙烯襯底的不銹鋼反應(yīng)釜中，在170 °C下晶化4 do產(chǎn)品經(jīng)過水洗過濾，將濾餅轉(zhuǎn)移到50 mL乙醇中并在室溫下充分?jǐn)嚢?d以完全除去