不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法技术

技术编号:14276018 阅读:91 留言:0更新日期:2016-12-24 17:55
本发明专利技术涉及不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法,操作步骤如下:1)制备聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)制备不对称酞菁聚合物和钛纳米管氧化物材料;4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构,水热处理或微波处理方法,即得到一种不对称酞菁和钛纳米管-纳米氧化物的纳米复合材料。有益效果:能够显著提高酞菁/碳纳米管复合材料的光电导性能,并获得较佳的光敏度。具有非常广阔的应用前景,可应用于导电、发光、太阳能电池、晶体管等光电器件领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料领域,特别涉及不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
基于酞菁/碳纳米管的有机/无机纳米复合材料的研究已经成了目前材料研究的热点之一。纳米氧化物尤其是过渡金属和类金属的纳米氧化物的纳米粒子,由于纳米尺度效应,表面原子处于高度活化状态,而具有众多独特的性能如光化学反应活性、半导体特性等。本专利技术制备了一种分布均匀和化学稳定的不对称酞菁和钛纳米管-纳米氧化物的纳米复合材料,它克服了传统的酞菁大分子在碳纳米管表面结合不紧密和易脱落以及酞菁材料在碳纳米管表面的分布不均匀等难题,而且本专利技术能够显著提高酞菁/碳纳米管复合材料的光电导性能,并获得较佳的光敏度。具有非常广阔的应用前景,可应用于导电、发光、太阳能电池、晶体管等光电器件领域。
技术实现思路
本专利技术提供了不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法,该技术的优点为:能够显著提高酞菁/碳纳米管复合材料的光电导性能,并获得较佳的光敏度。具有非常广阔的应用前景,可应用于导电、发光、太阳能电池、晶体管等光电器件领域。本专利技术的具体技术方案如下:不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法,具体步骤如下:1)以钛纳米管重量为基准,将1~100重量份钛纳米管分散在10~1000重量份溶剂中,加入1~100重量份纳米氧化物前驱体和1~500重量份聚合物,选择性的加入0~200重量份纳米氧化物的形成助剂,形成聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)在氮气保护下,将上述50~100mg聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构和0.1~0.5g烷基或者烷氧基取代邻苯二氰混合均匀,再加入0.1~0.3g尿素、0.01~0.05g无水金属盐、0.01~0.05g氯化铵和少量钼酸铵,在180~220℃下以50~150ml三氯苯或者硝基苯或者喹啉为溶剂,搅拌反应6~20小时;冷却后加入大量有机溶剂来溶解未键接的酞菁材料和未反应的原料,过滤出钛纳米管,再用有机溶剂洗涤干净和真空干燥完全,。4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构,通过20~250℃水热处理处理或微波处理方法,将纳米氧化物的前驱体转化为纳米氧化物,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物的纳米纤维结构,或/和通过250~1000℃高温处理或溶剂抽提除去聚合物,得到即得到一种不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料。所述纳米氧化物选自钛、锌、硅、锆的纳米氧化物中的一种或一种以上的混合物;所述纳米氧化物的粒子的直径在1~200nm;所述纳米氧化物的形成助剂选自硝酸、盐酸、氢溴酸、硫酸、高氯酸、磷酸、氢氟酸、C1~C20的脂肪酸或其卤代物、C6~C20的芳香族酸或其卤代物中的一种或一种以上的混合物;所述溶剂选自水、C1~C10醇或其卤代物、C3~C10酮、C1~C20
脂肪烃或其卤代物、C6~C20芳香烃或其卤代物、C1~C20羧酸或其卤代物、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或一种以上的混合物;所述硝基取代邻苯二氰单体是3-硝基取代邻苯二氰、4-硝基取代邻苯二氰单体或者3,4-二硝基取代邻苯二氰。有益效果:本专利技术能够显著提高酞菁/碳纳米管复合材料的光电导性能,并获得较佳的光敏度。具有非常广阔的应用前景,可应用于导电、发光、太阳能电池、晶体管等光电器件领域。具体实施方式以下将通过实验来说明本专利技术。实施例1:1)以钛纳米管重量为基准,将20g钛纳米管分散在5ml溶剂中,加入10g纳米氧化物前驱体和30g聚合物,选择性的加入5g纳米氧化物的形成助剂,形成聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)在氮气保护下,将上述30g聚合物与钛纳米管和5g纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构和10g烷基或者烷氧基取代邻苯二氰混合均匀,再加入0.1g尿素、0.01g无水金属盐、0.01g氯化铵和少量钼酸铵,在180℃下以50ml三氯苯或者硝基苯或者喹啉为溶剂,搅拌反应6小时;冷却后加入大量有机溶剂来溶解未键接的酞菁材料和未反应的原料,过滤出钛纳米管,再用有机溶剂洗涤干净和真空干燥完全,。4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维
结构,通过20℃水热处理处理或微波处理方法,将纳米氧化物的前驱体转化为纳米氧化物,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物的纳米纤维结构,或/和通过250℃高温处理或溶剂抽提除去聚合物,得到即得到一种不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料。记为1号样品。实施例2:1)以钛纳米管重量为基准,将35g钛纳米管分散在10ml溶剂中,加入15g纳米氧化物前驱体和40g聚合物,选择性的加入10g纳米氧化物的形成助剂,形成聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)在氮气保护下,将上述40g聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构和10g烷基或者烷氧基取代邻苯二氰混合均匀,再加入0.3g尿素、0.05g无水金属盐、0.05g氯化铵和少量钼酸铵,在220℃下以150ml三氯苯或者硝基苯或者喹啉为溶剂,搅拌反应20小时;冷却后加入大量有机溶剂来溶解未键接的酞菁材料和未反应的原料,过滤出钛纳米管,再用有机溶剂洗涤干净和真空干燥完全,。4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构,通过250℃水热处理处理或微波处理方法,将纳米氧化物的前驱体转化为纳米氧化物,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物的纳米纤维结构,或/和通过1000℃高温处理或溶剂抽提除去聚合物,得到即得到一种不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料。记为2号样品。通过将本专利技术对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料作为电
极材料进行性能对比测试试验,得出以下结论:2号复合材料的各项性能均优于1号复合材料,2号复合材料可以广泛应用与太阳能电池的电极制作的原材料中。本文档来自技高网
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【技术保护点】
不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法,其特征在于,操作步骤如下:1)以钛纳米管重量为基准,将1~100重量份钛纳米管分散在10~1000重量份溶剂中,加入1~100重量份纳米氧化物前驱体和1~500重量份聚合物,选择性的加入0~200重量份纳米氧化物的形成助剂,形成聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤(1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)在氮气保护下,将上述50~100mg聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构和0.1~0.5g烷基或者烷氧基取代邻苯二氰混合均匀,再加入0.1~0.3g尿素、0.01~0.05g无水金属盐、0.01~0.05g氯化铵和少量钼酸铵,在180~220℃下以50~150ml三氯苯或者硝基苯或者喹啉为溶剂,搅拌反应6~20小时;冷却后加入大量有机溶剂来溶解未键接的酞菁材料和未反应的原料,过滤出钛纳米管,再用有机溶剂洗涤干净和真空干燥完全;4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构,通过20~250℃水热处理处理或微波处理方法,将纳米氧化物的前驱体转化为纳米氧化物,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物的纳米纤维结构,或/和通过250~1000℃高温处理或溶剂抽提除去聚合物,得到即得到一种不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料。...

【技术特征摘要】
1.不对称酞菁和钛纳米管/纳米氧化物的纳米复合材料的制备方法,其特征在于,操作步骤如下:1)以钛纳米管重量为基准,将1~100重量份钛纳米管分散在10~1000重量份溶剂中,加入1~100重量份纳米氧化物前驱体和1~500重量份聚合物,选择性的加入0~200重量份纳米氧化物的形成助剂,形成聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的分散液;2)将步骤(1)得到的分散液通过电纺丝,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构;3)在氮气保护下,将上述50~100mg聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构和0.1~0.5g烷基或者烷氧基取代邻苯二氰混合均匀,再加入0.1~0.3g尿素、0.01~0.05g无水金属盐、0.01~0.05g氯化铵和少量钼酸铵,在180~220℃下以50~150ml三氯苯或者硝基苯或者喹啉为溶剂,搅拌反应6~20小时;冷却后加入大量有机溶剂来溶解未键接的酞菁材料和未反应的原料,过滤出钛纳米管,再用有机溶剂洗涤干净和真空干燥完全;4)将步骤3)得到的聚合物与钛纳米管和纳米氧化物前驱体的纳米纤维结构,通过20~250℃水热处理处理或微波处理方法,将纳米氧化物的前驱体转化为纳米氧化物,得到聚合物与钛纳米管和纳米氧化物的纳米纤维结构,或/和通过250~1000℃高温处理或溶剂抽提除去聚合物,得到即得到一种不对称酞...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵伟
申请(专利权)人:西安亚岱新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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