Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法。该方法先将短碳纳米管(CNTs)进行酸化及筛选处理，再与AgNO

【技术实现步骤摘要】
Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法及其产品
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料及其制备方法。
技术介绍
AgI因具有适当的带宽(2.8eV)而表现出良好的光催化和光电性能，但AgI不稳定，在光的辐射下，Ag+容易转变为Ag0，而且纯AgI容易团聚，导致表面光电活性位点降低，从而使其性能变差。为提升AgI的性能，大量的复合材料，如AgI/Bi5O7，AgI/BiOBr，AgI/Bi2WO6，AgI/TiO2等已被报道。结果表明，将AgI分散在合适的基底上或掺杂适当的能带结构和紧密的异质结构物质不仅可有效的防止AgI的团聚，还可提高其稳定性和光电性能。碳纳米管（CNTs）是碳的同素异形体，已在不同领域得到广泛应用。已有研究表明，酸化裁短的碳纳米管的物理和化学性质将发生变化，短碳纳米管具有极大的有效表面积，比较好的附着力，可以调节复合纳米颗粒的粒径。Ag/AgX-CNTs(X=Cl,Br,I)复合物已被制备并用作光催化剂，但由于使用的CNTs为长管，碳管之间容易相互交缠，使制备的Ag/AgX-CNTs复合物相互交错不易分散。为克服上述缺点，我们采用酸化的短碳纳米管与AgI复合，所提出的复合材料及其制备方案还未见任何文献和专利报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Ag/AgI多壁短碳纳米管复合纳米材料，本专利技术的目的还提供了一种基Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法及应用。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将短多壁碳纳米管(CNTs)分散于由浓H2SO4和HNO3按1：0.2-1的体积比混合而成的混合浓酸中，在热水浴中恒温处理，然后快速冷却，洗涤，不同转速下离心筛选，烘干；（2）将步骤（1）中处理过的短碳管(CNTs)分散于合适溶剂后，与浓度为5.0-50.0mg/mL的AgNO3溶液充分混合并搅拌一段时间，接着再缓慢滴加浓度为5.0-30.0mg/mL的KI溶液并搅拌，充分反应后，于紫外灯下照射，之后转移该反应混合液至高压水热反应釜，在100-160℃恒温反应3-12h，最后自然冷却至室温，分离，清洗后真空干燥；所述短碳纳米管（CNTs）的浓度为0.1-5.0mg/mL，所述AgNO3和KI的物质量比例为0.5-2.0:1。步骤（1）中离心筛选转速为2,000-8,000rmp。步骤（2）中短碳纳米管（CNTs）的浓度为0.5-4.0mg/mL，更优选1.0-2.0mg/mL；所述AgNO3溶液的浓度为10.0-20.0mg/mL；所述KI溶液的浓度5.0-15.0mg/mL。步骤（2）中的非水溶液中的溶剂为醇类或腈类中的一种或多种；优选为乙二醇、乙醇、甲醇或乙腈中的一种或多种。步骤（2）中短多壁碳纳米管与AgNO3反应的时间为10-90min，优选为40-75min，更优选为50-65min。步骤（2）中AgNO3和KI的物质量比例为1.0-1.5：1。步骤（2）中多壁短碳纳米管溶液与AgNO3充分混合以及加入KI时，AgNO3以及KI的滴加速度为5－50滴/min，优选为15-30滴/min。步骤（2）中紫外灯的功率为10-100W；紫外灯照射的时间为30-90min，优选为40-80min，更优选为50-70min。步骤（2）中高温反应的温度为120-140℃；反应的时间为5-10h。一种根据所述的任意一种制备方法制备的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料。根据上述的方法制备的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料，可用于光电化学传感器中的光电信号传感平台，利用其阴极光电流信号可检测某些易得电子型分子种类。在本专利技术中，短碳纳米管(CNTs,纯度>98%，直径：20–30nm,长度：0.5~2.0μm)购置于阿拉丁有限公司。在本专利技术中，傅里叶-红外光谱仪，型号：Nicolet6700，ThermoFisher公司；扫描电子显微镜，型号：S-3400,Hitachi公司；X-粉末衍射仪，型号：D8Advance，德国布鲁克AXS有限公司；电化学工作站，型号：CHI760C，上海辰华公司；光源控制平台；天津艾达恒晟有限公司；在本专利技术中，离心机、搅拌设备、加热装置、真空干燥机均为本领域现有技术中的常用设备，只要能够实现相应功能的，均能适用于本专利技术。与现有技术相比较，本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术制备的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料尺寸均匀，粒径小；由于使用了酸化的短碳纳米管，颗粒之间无复杂的相互交缠现象，分散性好；Ag和多壁碳纳米管大大提升了光生电子/空穴对的分离效率，具有很好的光电性能。本专利技术提供的这种Ag/AgI多壁短碳纳米管复合物的制备方法简单、方便、易于操作。附图说明图1为本专利技术短碳纳米管的扫描电镜图。图2为本专利技术Ag/AgI多壁短碳纳米管复合物的扫描电镜图。图3为本专利技术Ag/AgI多壁短碳纳米管复合物和AgI的X-粉末衍射图。图4为本专利技术Ag/AgI多壁短碳纳米管复合物和几种对照材料修饰于ITO玻璃上的光电流。具体实施方式下面是本专利技术Ag/AgI多壁短碳纳米管复合物制备的具体实施例，以下实施例旨在进一步详细说明本专利技术，而非限制本专利技术。实施例1（1）多壁短碳纳米管的处理：将10mg多壁碳纳米管分散于体积比为1：2的10mL浓HNO3(68％)和H2SO4(98％)混酸中，在80℃下油浴4小时，然后用冰水冷却并缓慢稀释，防止进一步的反应，后于15,000的转速下离心分离分散液，用蒸馏水彻底洗涤，重复操作直至碳管分散液pH值为7；接着，2,000转速下离心去除混杂的少量长碳管，离心液继续在8,000转速下离心，去除上清中过短的碳管，最后将离心沉降物置于60℃的烘箱中干燥24小时；（2）Ag/AgI-多壁短碳纳米管复合物的制备：将5mg多壁短碳纳米管分散于4mL的乙二醇中，然后将分散在3mL乙二醇中的40mg的AgNO3溶液以20滴/min的速度缓慢加入碳纳米管分散液中，充分混合均匀，磁力缓慢搅拌1h；再将3mL乙二醇溶解的35mgKI同样以20滴/min的速度缓慢加入混合溶液中，充分搅拌混匀，静置20min，然后在功率20W的紫外灯下照射1h，之后把该反应混合液转移至高压水热反应釜，在140℃下反应10h，最后自然冷却至室温，分离，清洗后真空干燥，即得到Ag/AgI-CNTs复合材料；（3）材料的表征从图1可见，酸化处理的短碳纳米管呈现比较均匀的短管形态。从图2可见，Ag/AgI-多壁短碳纳米管复合物粒子之间无复杂的相互交缠现象，无大面积的聚集形态，有良好的分散性，颗粒尺寸<500纳米，碳纳米管主要以镶嵌或附着的形式与Ag/AgI复合。从图3可见，Ag/AgI-CNTs的XRD谱图（JCPDS，09-0374）与AgI的谱图几乎相同。这表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将短多壁碳纳米管(CNTs)分散于由浓H

【技术特征摘要】
1.Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将短多壁碳纳米管(CNTs)分散于由浓H2SO4和HNO3按1：0.2-1的体积比混合而成的混合浓酸中，在热水浴中恒温处理，然后快速冷却，洗涤，不同转速下离心筛选，烘干；
（2）将步骤（1）中处理过的短碳管(CNTs)分散于合适溶剂后，与浓度为5.0-50.0mg/mL的AgNO3溶液充分混合并搅拌一段时间，接着再缓慢滴加浓度为5.0-30.0mg/mL的KI溶液并搅拌，充分反应后，于紫外灯下照射，之后转移该反应混合液至高压水热反应釜，在100-160℃恒温反应3-12h，最后自然冷却至室温，分离，清洗后真空干燥；所述短碳纳米管（CNTs）的浓度为0.1-5.0mg/mL，所述AgNO3和KI的物质量比例为0.5-2.0:1。


2.根据权利要求1所述的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中离心筛选转速为2,000-8,000rmp。


3.根据权利要求1所述的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中短碳纳米管（CNTs）的浓度为0.5-4.0mg/mL，更优选1.0-2.0mg/mL；所述AgNO3溶液的浓度为10.0-20.0mg/mL；所述KI溶液的浓度5.0-15.0mg/mL。


4.根据权利要求1所述的Ag/AgI多壁短碳纳米管复合材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓克勤，肖靖，李春香，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43