本发明专利技术属纳米材料技术领域，涉及一种制备钼氧化物-聚苯胺复合纳米线及纳米管的方法。本发明专利技术以钼酸盐作为钼源，通过与苯胺的相互作用，得到氧化钼-苯胺杂化纳米线前驱体，在氧化剂的引发下，通过调节体系的pH值，分别得到钼氧化物-聚苯胺复合纳米线或纳米管。本发明专利技术方法制备的纳米线、纳米管具有纳米尺度的复合结构、可调控的物化性质、大的比表面积、均一的一维形貌以及粗细及长短可调控的特性，制得的复合的钼氧化物-聚苯胺纳米线、纳米管在先进催化剂的设计、电催化、电化学超级电容器、电极材料、传感器、热电材料、以及先进光学、电学和磁学材料的合成和应用等诸多领域中有重要的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种制备钼氧化物-聚苯胺复合纳米线 及纳米管的方法。
技术介绍
无机材料与高分子导电聚合物在纳米尺度上的复合研究日益引人关注，研究显 示，两者复合可以将其的优良物化性能结合起来，相互提高，使得复合物的性能更易控制和 调变。现有技术公开了聚苯胺具有良好的表面稳定性、热稳定性及导电性，其广泛应用于电 化学电容器、电池、传感器、腐蚀抑制剂中。钼氧化物具有奇特的电化学性质、电催化性能 等。通过有机-无机的复合将钼氧化物与聚苯胺材料在纳米尺度上复合，无疑将结合两者 的优良物化性能，并衍生出众多特别的物理化学性质，强化其在锂离子电池、超级电容器、 燃料电池、气体传感器等众多领域的应用(Y. P. Li，Y. X. Xiang, X. W. Dong, J. Q. Xu, F. Ruan, Q. Y. Pan, J. Solid State Chem. 2009,182, 2041 ；K. Shao, S. P. Liao, H. Μ. Luo, Μ. L. Wang, J. Solid StateElectrochem, 2007,11,1279 ；C. J. Song, M Khanfar, J. Appl. Electrochem, 2006，36，339 ；T. Itoh,I. Matsubara,W. Shin,N. Izu，M. Nishibori，Sens. ActuatorsB，2008， 128，512.)。例如钼氧化物-聚苯胺复合物纳米材料在锂离子电池正极材料中体现较高的 容量和良好的循环性。杂化物一维的纳米形貌由于具有高的外表面积、良好的组装性能，从 而提高了钼氧化物-聚苯胺杂化物上述的性质。目前，有关钼氧化物-聚苯胺复合物的研究主要集中在钼氧化物与聚苯胺复合 膜的研究，主要的合成方法有离子交换聚合法、原位插入法、自主装法以及电化学沉积 法(K. Shao, Y. Ma, Z.H.Chen, Chem Letters, 2002, 322 ； J. Wang, IchiroMatsubara, Thin Solid Films,2006，514，329 ；K. Shao,S.P.Liao,J.ColloidInterface Sci，2008，320，445 ； Zhitomirsky I，Adv Colloid Interface Sci，2002，97，279.)。上述方法得到的均是钼氧 化物-聚苯胺复合膜，且操作繁琐，离子交换前驱难于制备和保存、合成条件限制苛刻。因此，为促进该复合纳米材料的物化性质和在电化学、传感、光致发光材料等领域 的应用，同时为符合大规模生产，寻找新的方便、易操控的合成方法成为本领域研究人员的 关注点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种简单易控、经济合理的方法以 制备性质丰富的钼氧化物-聚苯胺复合纳米线、纳米管。本专利技术提出了一种可调节合成钼氧化物-聚苯胺复合纳米线及纳米管的方法，将 钼氧化物与聚苯胺在纳米尺度复合，组装形成一维复合纳米线及纳米管。具体而言，本专利技术的制备钼氧化物-聚苯胺复合纳米线及纳米管的方法，其特征 在于，以钼酸盐作为钼源，通过与苯胺的相互作用，首先得到氧化钼-苯胺杂化纳米线前驱 体，在氧化剂的引发下，通过调节体系的PH值，分别得到钼氧化物-聚苯胺复合纳米线或纳米管。其包括如下步骤(1)将钼酸盐溶解于蒸馏水中，制得钼酸盐溶液；(2)将苯胺注入上述溶液；(3)逐滴加入无机酸，至白色沉淀出现；(4)将上述反应放置在油浴中反应，得氧化钼-苯胺杂化纳米线前驱体产物；(5)将得到的氧化钼-苯胺杂化纳米线前驱体产物洗涤、抽滤、烘干；(6)将上述前驱体产物溶于聚电解质溶液，离心后加入蒸馏水或直接溶于蒸馏水 溶剂中；(7)加入聚合引发剂过硫酸铵或六水合三氯化铁；(8)无机酸调节上述溶液pH值，室温反应，不同pH值条件制得钼氧化物-聚苯胺 复合纳米产物。本专利技术步骤(1)中，钼酸盐选自钼酸铵、钼酸钠或钼酸钾，所述的钼酸盐溶液以钼 原子计算，其摩尔浓度为0. 01 3. 0mol/Lo本专利技术步骤O)中，苯胺与钼原子的摩尔比12.0 1.0。本专利技术步骤(3)中，无机酸选自盐酸、硝酸或硫酸，白色沉淀出现时溶液PH 4 5。本专利技术步骤(4)中，油浴温度30 60°C，反应时间4 M小时。本专利技术步骤(5)中，产物用无水乙醇洗涤数遍，烘干温度为室温至80°C。本专利技术步骤(6)中，聚电解质选自聚苯乙烯磺酸钠(PSQ或聚乙烯磺酸钠(PVS)。本专利技术步骤(7)中，所述的过硫酸铵与钼原子的摩尔比为0. 4 1 ；所述的六水合 三氯化铁与钼原子的摩尔比为1 10。本专利技术步骤(8)中，所述的无机酸选自盐酸或硫酸，反应时间为6 M小时；当pH值为1 2时，制备得到钼氧化物-聚苯胺复合纳米线；PH值为3 5时， 制备得到钼氧化物-聚苯胺复合纳米管。本专利技术中，优选的反应条件为(1)所述的钼酸盐是四水合钼酸铵((NH4)6Mo7O24 · 4H20)，纯度99. 99% ；(2)苯胺为分析纯；(3)钼酸盐溶液的浓度是0. 4 1. 0mol/L(以钼原子计算)，有机胺与钼原子的摩 尔比为2. 0 4. 0 ；无机酸为盐酸，浓度为0. 5 2. 5mol/L ；(3)溶剂为加入聚苯乙烯磺酸钠(PSQ离心后再加入蒸馏水。(5)引发剂为过硫酸铵，过硫酸铵与钼原子的摩尔比为0. 4 1。(6)不同形貌产物最佳pH值钼氧化物-聚苯胺复合纳米线的优选pH为1. 0 ；钼 氧化物-聚苯胺复合纳米管的优选pH为3. 0。本专利技术方法制备的纳米线、纳米管具有纳米尺度的复合结构、可调控的物化性 质、大的比表面积、均一的一维形貌以及粗细及长短可调控的特性，制得的复合的钼氧化 物-聚苯胺纳米线、纳米管在先进催化剂的设计、电催化、电化学超级电容器、电极材料、传 感器、热电材料、以及先进光学、电学和磁学材料的合成和应用等诸多领域中有重要的应用 价值。本专利技术方法产率高达95%以上。制备条件简单易控，工艺条件成本低，制备效率高，产品质量以及成品率高，有良好的应用和产业化前景。 附图说明图1是钼氧化物-聚苯胺复合纳米线A的扫描电镜(SEM)图。图2是产品A的透射电镜(TEM)图。图3是产品A的红外(IR)图。图4是产品A的热重(TGA)图。图5是产品A的X射线光电子能谱(XPS)图。图6是产品B的扫描电镜(SEM)图。 图7是产品B的透射电镜(TEM)图。图8是产品B的透射电镜(TEM)图。图9是产品B的红外(IR)图。图10是产品B的热重(TGA)图。图11是产品B的X射线光电子能谱(XPS)图。图12是产品B的扫描电镜(SEM)图。具体实施例方式实施例1将1. 24g (NH4) 6Μο7024 ·4Η20溶解于20mL蒸馏水中，注入1. 67g苯胺，然后逐滴加入 l.Omol/L的盐酸至白色沉淀出现(pH 4飞)。转移至50°C的油浴之中，反应6小时，将得到 产物乙醇洗涤数次并抽滤，50°C干燥，产物称为前躯体。0. 355g前躯体溶于IOmLPSS,离心 后加入蒸馏水，0. 5mol/L盐酸调节体系pH为1. 0，加入0. 143g过硫酸铵，室温下反应12本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备钼氧化物－聚苯胺复合纳米线及纳米管的方法，其特征在于，以钼酸盐作为钼源，通过与苯胺的相互作用，得到氧化钼－苯胺杂化纳米线前驱体，在氧化剂的引发下，通过调节体系的ｐＨ值，分别制得钼氧化物－聚苯胺复合纳米线或纳米管；其包括如下步骤：（１）将钼酸盐溶解于蒸馏水中，制得钼酸盐溶液；（２）将苯胺注入上述溶液；（３）逐滴加入无机酸，至白色沉淀出现；（４）将上述反应放置在油浴中反应，得氧化钼－苯胺杂化纳米线前驱体产物；（５）将得到的氧化钼－苯胺杂化纳米线前驱体产物洗涤、抽滤、烘干；（６）将上述（５）的前驱体产物溶于聚电解质溶液，离心后加入蒸馏水或直接溶于蒸馏水溶剂中；（７）加入聚合引发剂；（８）使用无机酸调节上述溶液ｐＨ值，室温反应，不同ｐＨ值条件制得钼氧化物－聚苯胺复合纳米产物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐颐，王思浓，高庆生，张亚红，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31
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