The invention relates to a carbon fiber @ two molybdenum oxide nano particle core shell composite structure and a preparation method thereof, which belongs to the field of material preparation technology. The core of the composite structure proposed by the invention is carbon fiber, and the shell is MoO2 nano nano particles or MoO2/C composite nano particles. In a vacuum atmosphere furnace, the preoxidized polyacrylonitrile fiber is soaked at high temperature under the effect of carrier gas and soaked in the suspension of MoO3 powder or MoO3/ preoxidized polyacrylonitrile mixture at high temperature to achieve the simultaneous synthesis of carbon fiber and MoO2 nanoparticles. The carbon fiber @ two molybdenum oxide nanoparticle core shell can be prepared with high yield and high yield. Composite structure. The product has the advantages of high yield, high density, high purity, good crystallization and orderly nanometer scale, and the method has the advantages of simple equipment and process, strict control of synthetic growth conditions, high yield, low cost, and clean and environmental production process. The product is an excellent visible light catalyst, electrocatalyst, anode material and light-emitting transistor material.
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构及其制备方法
本专利技术涉及一种碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构及其制备方法,属于纳米材料及其应用领域。
技术介绍
随着人类的生活水平不断提高,对能源的需求量大大增加。其中,化石燃料无节制的开采与使用,造成了严重的污染,威胁到人类的生存。因此,寻找替代清洁能源和进行环境修复,成为了人们的当务之急。其中,高效半导体光催化剂被认为有效的方法之一。作为过渡金属氧化物的重要一员,二氧化钼具有一般氧化物半导体不具备的良好导电性,这提高了二氧化钼半导体的催化活性,使得它在光催化领域得到广泛的应用。此外,由于二氧化钼优良的导电性和其晶格结构中存在的隧道状空隙,有利于带电粒子的快速嵌入与脱嵌;而且钼在地壳中的丰度较高,成本较低,使其在传感器、超级电容器、锂离子电池、场致发射等方面均有很好的应用前景。但是,和其他半导体光催化剂一样,其光生电子和空穴容易复合,降低了其光催化性能。为了有效地抑制半导体光催化剂中的光生电子-空穴对的复合,提高光催化效率,纳米尺度半导体光催化剂与其他半导体或导电性优良的材料的复合材料是可行的办法。其中,由于碳材料具有高导电性、无毒性并且成本低廉,它们能够有效提供用于电子转移的通道以减少半导体光催化剂中光生电-空穴对复合。因此,碳材料与二氧化钼纳米结构的复合是提高二氧化钼的光催化性能的一种理想途径。另一方面,由于石墨烯等碳材料不耐高温,传统的二氧化钼/碳复合材料的制备方法多为液相法,如溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等。但是,这些液相法的化学反应复杂、难于控制,而且需要复杂的后续提纯除杂等工序。与之相比,热蒸 ...
【技术保护点】
1.一种碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构,其特征在于,所述复合结构的内核是碳纤维,外壳是二氧化钼纳纳米颗粒或者二氧化钼/碳的复合纳米颗粒;所述复合结构产物纯度高、密度高,碳纤维被高密度的、结晶性良好的二氧化钼纳米颗粒或者二氧化钼/碳的复合纳米颗粒充分包裹而呈现核壳结构。
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构,其特征在于,所述复合结构的内核是碳纤维,外壳是二氧化钼纳纳米颗粒或者二氧化钼/碳的复合纳米颗粒;所述复合结构产物纯度高、密度高,碳纤维被高密度的、结晶性良好的二氧化钼纳米颗粒或者二氧化钼/碳的复合纳米颗粒充分包裹而呈现核壳结构。2.按照权利要求1所述的碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构的制备方法,其特征在于,所述方法在真空气氛炉中,在载气作用下,在高温下热解浸泡过三氧化钼粉或者三氧化钼/预氧化聚丙烯腈混合粉的悬浊液的预氧化聚丙烯腈纤维,实现碳纤维和二氧化钼纳米颗粒的同时合成,能高产率地制备得到所述碳纤维@二氧化钼纳米颗粒核壳复合结构;包括以下步骤:(1)在真空气氛炉中,将盛有浸泡过三氧化钼粉或者三氧化钼/预氧化聚丙烯腈混合粉的悬浊液的预氧化聚丙烯腈纤维的石英基片放置在炉中央加热区域;(2)在加热前,先用真空泵对整个系统抽真空至0.01Pa以下,然后向系统中通入高纯载气,并重复多次,以排除系统中的空气;然后以5-25℃/min的速率升温到280-550℃,并保温5-25分钟,再以15-35℃/min的速率升温到850-1050℃,并保温0....
【专利技术属性】
技术研发人员:彭志坚,王猛,符秀丽,
申请(专利权)人:中国地质大学北京,
类型:发明
国别省市:北京,11
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