【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料，尤其涉及一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法。
技术介绍
1、金属泡沫是一种多孔、轻质的材料，这种泡沫状结构通常由金属的薄壁组成，形成一个开放式的孔隙网络。金属泡沫具有高比表面积、良好的导热性和导电性。金属泡沫被广泛应用于航空航天、能源、过滤材料、声学和结构材料等领域。在能源领域，金属泡沫可用作催化剂载体或电极材料，提高能源转换效率。
2、氧化钨因其卓越性能成为日常生活中不可或缺的材料。其高灵敏度、卓越气敏性和良好的热稳定性使其在太阳能电池、传感器、光电化学分解水以及多相催化等领域得到广泛应用。此外，因其原料广泛、价格低廉，且具备环保特性，这进一步强化了其在各领域中的广泛应用。优异的催化剂需具备较大的比表面积、适当的孔径分布、优异的电化学稳定性以及导电率，而纳米催化剂由于其较大的比表面积和大量的催化活性位点在各领域都拥有广泛应用。
3、纳米催化剂的催化性能不仅取决于其化学性质，还与其尺寸、形态以及结构形态紧密相联。迄今为止，已成功合成多种形态的氧化钨，包括纳米片、纳米线、纳米棒，以及空心微球等多种形貌结构。这些氧化钨材料，通过严格调控其维度和形态，为其在催化科学领域的广泛应用提供了丰富的可能性。
4、尽管纳米催化剂粉体具备出色的电催化活性，然而使用时，需要将其与粘结剂混合制备成浆料，再涂覆于金属泡沫载体表面，这种制备方式导致催化电极活性位点被包覆，从而降低了催化剂活性位点的利用率，导致催化活性下降并限制了传质过程。同时，在催化反应中，由于工作电极在反应过程中产生
5、且传统催化电极材料的制备过程也相当繁琐，通常采用三步法，首先制备纳米粉体催化剂，接着将有机粘结剂与纳米粉体催化剂混合均匀，然后物理涂覆于导电载体。最后，再通过低温烧结工艺将有机粘结剂除去。这种传统制备方法不仅工艺操作复杂，导电性能欠佳，且在电极工作过程中易发生纳米催化剂脱落的情况，影响催化电极的稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本专利技术而学习。
2、为克服现有技术的问题，本专利技术提供了一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，直接在电极材料表面实现了纳米催化剂的化学原位生长，使得产物能够直接应用于催化反应，这种方法不仅保留了活性位点，提高了电荷的传输能力，同时增强了催化电极的稳定性。此外，该制备工艺具有步骤简单、易于操作，生产周期短，制备成本低等优点，获得的电极材料具有良好的稳定性和低能耗，并且整个合成过程绿色环保。
3、一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、金属泡沫预处理：金属泡沫先用丙酮超声清洗除油，再将金属泡沫在预设真空煅烧温度下煅烧一小时后自然冷却至室温，最后将金属泡沫真空密封备用；
5、s2、制备均匀负载氧化钨纳米纤维的金属泡沫：在反应釜中加入预设体积量的有机溶剂，同时加入预设体积摩尔浓度的氯化钨，密封并常温搅拌至氯化钨溶解，再放入预处理后的金属泡沫，密封反应釜，在预设温度下反应预设时间后停止溶剂热反应，自然冷却至室温，取出负载了氧化钨纳米纤维的金属泡沫，用酒精超声清洗至酒精溶液清澈，最后将产物置于烘干箱中真空烘干。
6、优选的，所述金属泡沫包括铝泡沫、镍泡沫、钛泡沫、钢泡沫、锡泡沫、铬泡沫中的至少一种。
7、优选的，所述真空煅烧温度为200℃～600℃。
8、优选的，所述有机溶剂包括甲醇、二硫化碳、乙醚、乙醇、丙酮、正丁醇、二氯甲烷、四氯化碳中的至少一种物质。
9、优选的，反应中的全部液态介质的体积量≤反应釜体积的4/5。
10、优选的，所述氯化钨的预设体积摩尔浓度为0.0005mol/l～0.005mol/l。
11、优选的，所述预设温度为100℃～180℃。
12、优选的，所述预设时间为3h～48h。
13、优选的，所述烘干箱的真空干燥温度为40℃～80℃。
14、本专利技术的有益效果：
15、(1)在本专利技术中，通过精选合适的金属泡沫基底、钨盐(氯化钨)和有机溶剂，并在常温下密封搅拌溶解、通过在常压和一定温度下进行溶剂热反应一步合成目标产物，这一制备过程使得氧化钨纳米纤维能够在金属泡沫导电基底上原位牢固生长，而无需使用传统制备方法中常见的粘结剂，这种设计更有利于电子的传输，从而提高了电极的导电性，在金属泡沫表面垂直生长的纳米纤维阵列能够显著增加催化剂比表面积，从而暴露更多的活性位点，催化性能更好。
16、(2)与此同时，氧化钨纳米纤维在金属泡沫的金属表面原位生长，这种形貌结构不仅有助于电解质溶液的有效扩散，还便于气体的迅速释放；由于氧化钨纳米纤维牢固且紧密生长在金属泡沫表面，无需经历后续的烧结固化工艺，大大缩短了制备时间。此外，制备获得的产品表现出更高的稳定性，具备有生产周期短，制备成本低，制备操作简单，对设备要求低等优势，采用简易的实验器材即可实现制备，且具有能耗低，无需结构诱导剂的特点，合成过程绿色环保，合成产率更高达100％。
17、(3)本专利技术所制备的金属泡沫负载氧化钨纳米纤维在光电化学分解水催化应用中具有重要应用前景。
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1.一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫包括铝泡沫、镍泡沫、钛泡沫、钢泡沫、锡泡沫、铬泡沫中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述真空煅烧温度为200℃～600℃。
4.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括甲醇、二硫化碳、乙醚、乙醇、丙酮、正丁醇、二氯甲烷、四氯化碳中的至少一种物质。
5.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，反应中的全部液态介质的体积量≤反应釜体积的4/5。
6.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述氯化钨的预设体积摩尔浓度为0.0005mol/L～0.005mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述预设
8.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述预设时间为3h～48h。
9.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述烘干箱的真空干燥温度为40℃～80℃。
...【技术特征摘要】
1.一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫包括铝泡沫、镍泡沫、钛泡沫、钢泡沫、锡泡沫、铬泡沫中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述真空煅烧温度为200℃～600℃。
4.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括甲醇、二硫化碳、乙醚、乙醇、丙酮、正丁醇、二氯甲烷、四氯化碳中的至少一种物质。
5.根据权利要求1所述的一种金属泡沫均匀负载氧化钨纳米纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏林，周兰芳，赵彦杰，苏临辉，刘树坤，杨宗尧，周金辉，段永华，王开军，范兴祥，李杨，
申请(专利权)人：云南弘盛铂业新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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