氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线及其制备方法技术

本发明专利技术公开氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线及其制备方法，将氧化钨纳米线悬浊液逐滴滴入吡咯聚合反应液中，并向上述混合溶液中滴加浓盐酸，调节上述混合液的PH至1‑4，继续磁力搅拌0.5‑3h，然后向上述溶液中逐滴滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌1‑5h后，分离、清洗和干燥后，即得到氧化钨/聚吡咯异质核壳结构纳米线。通过一种优化的吡咯聚合工艺实现吡咯在一维纳米线表面的均匀聚合，从而制备出聚吡咯壳层覆盖均匀且壳层形貌可调控的一维氧化钨/聚吡咯核壳异质结构纳米线，克服传统液相聚合法制备的聚合物壳层薄膜因形貌可控性差而导致的核壳材料性能不稳定的问题。

Tungsten oxide polypyrrole core shell heterostructure nanowire and its preparation method

The invention discloses a tungsten oxide polypyrrole heterogeneous structure nanowire and its preparation method. The tungsten oxide nanowire solution is dripped into the pyrrole polymerization liquid, and concentrated hydrochloric acid is added to the above mixed solution to adjust the PH of the mixture to 1 of 4, and continue the magnetic stirring 0.5 3h, and then drop by drop to the above solution. After adding 1 5h of ammonium sulphate solution, the tungsten oxide / polypyrrole hetero core shell nanowires were obtained after separation, cleaning and drying. The homogeneous polymerization of pyrrole on the surface of one Weiner line was achieved by an optimized pyrrole polymerization process, and a one-dimensional tungsten oxide / polypyrrole nuclear shell heterostructure nanowires were prepared by the polypyrrole shell and the shell morphology was adjustable. The polymer shell films prepared by the traditional liquid phase polymerization method were overcome by the poor morphology controllability. The problem of the instability of the properties of the nuclear shell material.

【技术实现步骤摘要】
氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线及其制备方法
本专利技术属于一维结构无机/有机异质纳米复合材料
，更加具体地说，涉及一种制备高度一致性和均匀性的一维氧化钨/聚吡咯核壳异质结构纳米线及其制备方法。
技术介绍
当前，非再生能源日益减少，大气环境逐渐恶化。面对能源短缺与大气污染的日益严重，可再生能源的开发与利用、有毒有害气体的可靠检测已变得日趋迫切。随着材料科学的发展，低维纳米材料以其独有的特性在能源与环境领域得到广泛关注和应用。低维纳米材料包括零维、一维和二维材料。由于其特殊的低维纳米结构，低维材料具有明显的体积、表面效应等特殊物理化学性质。例如，低维材料具有比表面积大、活性点位多的特点，因此可以应用于材料储能和气体检测；以一维碳纤维作为锂电池电极材料，具有锂离子扩散速率高，比容量大的优点；以氧化钨纳米线作为气体敏感材料，不仅可以有效降低传感器工作温度，而且由于其强的表面效应而对部分有毒有害气体具有良好的响应特性。但是，单一组分的低维功能材料当应用于储能或气敏传感时存在明显的性能局限：作为电极储能材料会发生粉化现象，导致循环性能差；作为气体敏感材料在室温下灵敏度低、气体选择性差。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，纳米线长度为700—800nm，聚吡咯壳层厚度为5—20nm，氧化钨纳米线直径为70—80nm，按照下述步骤进行：将氧化钨纳米线悬浮液滴入吡咯聚合反应液中，并向其中滴加盐酸，以使混合体系pH为1‑4，同时对混合体系进行分散均匀；然后在持续分散的条件下，向混合体系中滴加过硫酸铵水溶液，以引发吡咯单体在氧化钨纳米线表面发生聚合反应形成聚吡咯的均匀壳层，形成氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线；优选纳米线长度为720—760nm，聚吡咯壳层厚度为10—15nm，氧化钨纳米线直径为75—80nm。

【技术特征摘要】
1.氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，纳米线长度为700—800nm，聚吡咯壳层厚度为5—20nm，氧化钨纳米线直径为70—80nm，按照下述步骤进行：将氧化钨纳米线悬浮液滴入吡咯聚合反应液中，并向其中滴加盐酸，以使混合体系pH为1-4，同时对混合体系进行分散均匀；然后在持续分散的条件下，向混合体系中滴加过硫酸铵水溶液，以引发吡咯单体在氧化钨纳米线表面发生聚合反应形成聚吡咯的均匀壳层，形成氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线；优选纳米线长度为720—760nm，聚吡咯壳层厚度为10—15nm，氧化钨纳米线直径为75—80nm。2.根据权利要求1所述的氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，所述氧化钨纳米线悬浮液按照下述步骤进行制备：将六氯化钨粉末加入到环己醇中，磁力搅拌10-40min后，得到六氯化钨均匀溶液，将上述六氯化钨的环己醇溶液密封反应，反应温度为180-220℃，优选200℃，反应时间为6-9h，将上述反应溶液自然冷却至室温20-25℃，离心分离，离心转速为4000-6000r/min，优选5000r/min，所得固体依次采用无水乙醇和去离子水清洗后，再将离心所得固体转移至去离子水中超声10-15min后，即得到氧化钨纳米线悬浮液。3.根据权利要求1所述的氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，所述吡咯聚合反应液按照下述步骤进行制备：将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)加入到去离子水中，磁力搅拌3-7min，优选5min，即得到十二烷基苯磺酸钠溶液，将吡咯单体(Py)预溶解分散在无水乙醇中，混合均匀后得到吡咯单体溶液，在磁力搅拌的条件下，将吡咯单体溶液逐滴滴入十二烷基苯磺酸钠溶液中，继续磁力搅拌20-30min，形成均匀的吡咯聚合反应液，十二烷基苯磺酸钠和吡咯单体的摩尔比为(1—1.2)：3,十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的摩尔比为4：(1—1.5)。4.根据权利要求1所述的氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，在过硫酸铵水溶液中，过硫酸铵的浓度为0.005-0.04mol/L；盐酸为质量百分数20—30％的氯化氢的水溶液。5.根据权利要求1所述的氧化钨—聚吡咯核壳异质结构纳米线，其特征在于，在调整混合体系pH值时，使用磁力搅拌进行均匀分散，时间为0.5—3h，优选1—2h，搅拌速度为每分钟200—300转；在调整混合体系pH值时，混合体系pH为2-3。6.根据权利要求1所述的氧化钨—聚吡...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉香，张天一，王克行，刘雕，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12