一种二元无机纳米纤维及其制备方法技术

技术编号:20650041 阅读:32 留言:0更新日期:2019-03-23 04:51
本发明专利技术提供了一种二元无机纳米纤维的制备方法,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。本发明专利技术提供的二元无机纳米纤维通过与不同物质的复合,可以具有多种优异的性能。有些二元无机纳米纤维在具有良好的机械性能之外,还具有良好的导电性能或光催化性能。

A binary inorganic nanofibers and its preparation method

The invention provides a preparation method of binary inorganic nanofibers, which comprises the following steps: dispersing graphene oxide and inorganic nanoparticles in solvents to obtain binary nano-dispersions; wet textile of the binary nano-dispersions to obtain binary inorganic nanofibers; the inorganic nanoparticles are selected from gold nanoparticles, silver nanoparticles, copper nanoparticles and platinum. One or more of nanoparticles, palladium nanoparticles, zirconium phosphate nanoparticles, titanium dioxide nanoparticles, boron nitride nanoparticles and MXenes nanoparticles. The binary inorganic nanofibers provided by the invention can have many excellent properties by compounding with different substances. Some binary inorganic nanofibers have good electrical conductivity or photocatalytic activity besides good mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种二元无机纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于材料
,具体涉及一种二元无机纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
氧化石墨烯(GO)具有非常优越的吸附性能,能与许多金属和金属氧化物复合得到性能优异的复合材料,因为GO碳层上富含环氧基、羟基、羧基等官能团,为GO提供了反应活性点,同时这些含氧官能团的亲水性使其能在水中形成稳定的胶状分散体系,对于提高GO复合材料在水中的分散性极其有利,GO可以与Ca2+,Ba2+等离子发生交联形成固体。因此为复合纤维的制备提供了可能,具有功能性的复合纤维具有广阔的应用前景。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术要解决的技术问题在于提供一种二元无机纳米纤维及其制备方法,本专利技术提供的二元无机纳米纤维通过与不同物质的复合,可以具有多种优异的性能。本专利技术提供了一种二元无机纳米纤维的制备方法,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。优选的,所述氧化石墨烯在所述溶剂中的分散浓度1~50mgmL-1,所述无机纳米颗粒在所述溶剂中的分散浓度为0.1~10mgmL-1。优选的,所述溶剂选自极性溶剂或非极性溶剂,所述极性溶剂选自水、乙醇、甲醇、四氢呋喃和氮氮二甲基甲酰胺中的一种或多种;所述非极性溶剂选自三氯甲烷、石油醚、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、丙酮和乙腈中的一种或多种。优选的,所述湿法纺织具体为:将所述二元纳米分散液从喷丝孔压出形成细流;将所述细流凝固成初生纳米纤维;将所述初生纳米纤维干燥后高温煅烧,得到二元无机纳米纤维。优选的,所述形成细流的速度为0.1~0.8mm/min。优选的,所述凝固所用的凝固浴按照如下方法进行制备:将含氯的金属盐与溶剂混合,得到凝固浴;所述含氯的金属盐选自氯化钙、氯化锶或氯化钡,所述溶剂选自甲醇、乙醇和水中的一种或多种;所述凝固浴中含氯的金属盐的质量分数为3%~8%。优选的,所述高温煅烧为:在氢气和氩气的混合气氛下,以3~10℃/min的升温速度升温至800~1600℃,保持1~5小时,所述氢气和氩气的体积比为(1~5):100。优选的,所述氧化石墨烯按照Hummers法制备得到。所述氧化石墨烯为氧化石墨烯纳米片层,所述氧化石墨烯纳米片层表面的尺寸为500~1000nm,所述无机纳米颗粒的尺寸为300~800nm,所述二元无机纳米纤维的直径为50~300微米。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的二元无机纳米纤维。与现有技术相比,本专利技术提供了一种二元无机纳米纤维的制备方法,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。本专利技术以特定种类的氧化石墨烯与无机纳米颗粒为原料,通过湿法纺丝得到了性能多元化的二元无机纳米纤维。本专利技术提供的二元无机纳米纤维通过与不同物质的复合,可以具有多种优异的性能。有些二元无机纳米纤维在具有良好的机械性能之外,还具有良好的导电性能或光催化性能。附图说明图1为为实施例1制备的二元纳米纤维进行扫描电镜图;图2为实施例1制备的二元纳米纤维与纯氧化石墨烯纤维的机械强度比较图;图3为实施例2制备的二元纳米纤维进行扫描电镜图;图4为实施例2制备的二元纳米纤维进行光催化降解染料性能测试结果;图5为实施例3制备的二元纳米纤维进行扫描电镜图;图6为实施例3制备的二元纳米纤维的导电性能测试结果;图7为实施例3制备的二元纳米纤维的柔韧性测试扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种二元无机纳米纤维的制备方法,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。本专利技术以氧化石墨烯与无机纳米颗粒为原料,采用湿法纺织进行二元无机纳米纤维的制备。其中,所述氧化石墨烯按照Hummers法制备得到。本专利技术对所述Hummers法的制备方法并没有特殊限制,本领域技术人员公知的Hummers法即可。所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种,优选为磷酸锆纳米颗粒、MXenes纳米颗粒Ti4N3。所述氧化石墨烯为氧化石墨烯纳米片层,所述氧化石墨烯纳米片层表面的尺寸为500~1000nm,优选为600~900nm,进一步优选为700~800nm;所述无机纳米颗粒的尺寸为300~800nm,优选为400~700nm,进一步优选为500~600nm;所述二元无机纳米纤维的直径为50~300微米,优选为100~250微米,进一步优选为150~200微米。所述氧化石墨烯在所述溶剂中的分散浓度1~50mgmL-1,优选为10~40mgmL-1,所述无机纳米颗粒在所述溶剂中的分散浓度为0.1~10mgmL-1,优选为1~5mgmL-1。所述溶剂选自极性溶剂或非极性溶剂,所述极性溶剂选自水、乙醇、甲醇、四氢呋喃和氮氮二甲基甲酰胺中的一种或多种,优选为水、乙醇;所述非极性溶剂选自三氯甲烷、石油醚、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、丙酮和乙腈中的一种或多种,优选为正己烷、甲苯。得到二元纳米分散液后,将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,本专利技术对所述湿法纺织的方法并没有特殊限制,本领域技术人员共知的湿法纺织的方法即可。在本专利技术中,优选按照如下方法继续湿法纺织:将所述二元纳米分散液从喷丝孔压出形成细流;将所述细流凝固成初生纳米纤维;将所述初生纳米纤维干燥后高温煅烧,得到二元无机纳米纤维。具体的,本专利技术首先将二元纳米分散液(即纺丝原液)注入至喷丝装置中,在本专利技术中,所述喷丝装置优选为注射器,接着,采用流动注射泵将所述二元纳米分散液从喷丝装置的喷丝孔中压出,形成细流,在本专利技术中,所述喷丝孔为注射器的针头。其中,所述形成细流的速度为0.1~0.8mm/min,优选为0.3~0.5mm/min。接着,将所述细流凝固成初生纳米纤维。所述凝固所用的凝固浴优选按照如下方法进行制备:将含氯的金属盐与溶剂混合,得到凝固浴;所述含氯的金属盐选自氯化钙、氯化锶或氯化钡,所述溶剂选自甲醇、乙醇和水中的一种或多种;所述凝固浴中含氯的金属盐的质量分数为3%~8%,优选为4%~6%。最后,将所述初生纳米纤维干燥后高温煅烧,得到二元无机纳米纤维。在本专利技术中,所述高温煅烧为:在氢气和氩气的混合气氛下,以3℃/min的升温速度升温至1000℃,保持1小时,所述氢气和氩气的体积比为2:100。本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制备得到的二元无机纳米纤维。本专利技术以特定种类的氧化石墨烯与不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二元无机纳米纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种二元无机纳米纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将氧化石墨烯与无机纳米颗粒分散于溶剂中,得到二元纳米分散液;将所述二元纳米分散液进行湿法纺织,得到二元无机纳米纤维;所述无机纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铂纳米颗粒、钯纳米颗粒、磷酸锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米颗粒和MXenes纳米颗粒中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯在所述溶剂中的分散浓度1~50mgmL-1,所述无机纳米颗粒在所述溶剂中的分散浓度为0.1~10mgmL-1。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂选自极性溶剂或非极性溶剂,所述极性溶剂选自水、乙醇、甲醇、四氢呋喃和氮氮二甲基甲酰胺中的一种或多种;所述非极性溶剂选自三氯甲烷、石油醚、甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、丙酮和乙腈中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述湿法纺织具体为:将所述二元纳米分散液从喷丝孔压出形成细流;将所述细流凝固成初生纳米纤维;将所述初生纳米纤维干燥后高温煅烧,得到二元无机纳米纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员:林鹏程闫琪成正东陈颖
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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