[发明专利]一种MWCNT/Fe3O4/ZnO三元异质纳米复合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MWCNT/Fe₃O₄/ZnO三元异质纳米复合物的制备方法。

背景技术

纳米复合材料将多个组元的功能有机地结合在一起，使之产生协同耦合效应，赋予材料以新颖的多功能性，在传感器、生物领域、光学材料及催化剂等方面展现出了单组分纳米材料无可比拟的优势。多壁碳纳米管（MWCNT）以其高长径比、高表面积的形貌特征和优异的电学、力学及热学性能，在催化、能源、生物医学、结构增强等诸多领域具有广泛的用途。四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米粒子是一种重要的磁性材料，因其优异的磁学特性使其无论是在工业生产还是在科学研究中都备受瞩目。当Fe₃O₄纳米粒子的粒径小于30nm时，粒子在室温条件下体现超顺磁性。超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子具有高磁导率、无剩磁、无矫顽力和高饱和磁场强度等优点，在磁共振成像、癌症和艾滋病等重大疾病的早期诊断、靶向给药、信息存储、物质分离等领域有着广阔的应用前景。氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，作为催化剂、脱硫剂、压敏材料、荧光成像材料在化学工业、电子工业和生物医学领域得到广泛应用。以上三种功能互补材料的复合无疑会赋以材料以多功能性，大大拓宽材料的应用领域。

三元及以上纳米复合材料制备对反应条件和粒子的表面状态要求非常苛刻，尤其是第三种材料沉积时，如果不有效控制反应热力学和动力学参数会使得粒子不加选择的沉积。例如，对于MWCNT、Fe₃O₄和ZnO三种纳米材料组成的复合物，在《多元醇一锅法制备CNT/Fe₃O₄ZnO一维纳米复合材料的方法》（申请号：201010563497.X）中报道了一种一锅法制备途径，该种方法制备的复合材料如发明者在其发表的文章（Sui,J.H.;Li,J.;Li,Z.G.;Cai,W.,Synthesis and characterization of one-dimensional magnetic photocatalytic CNTs/Fe3O4-ZnOnanohybrids.Materials Chemistry and Physics2012,134,(1),229-234.）中所表述，是一种Fe₃O₄和ZnO分别在MWCNT表面附着的技术，在这种材料中具有Fe₃O₄与MWCNT耦合作用和ZnO与MWCNT耦合作用。因为Fe₃O₄表面被多元醇覆盖，具有低于MWCNT的表面能，ZnO优先在MWCNT表面沉积，不在Fe₃O₄表面沉积，导致Fe₃O₄和ZnO两者之间不互相接触，不具有Fe₃O₄和ZnO之间的耦合作用。所以现有方法制备的MWCNT/Fe₃O₄/ZnO纳米复合物存在ZnO不能够在Fe₃O₄表面包覆的缺点。

发明内容

本发明的目的是要解决现有方法制备的MWCNT/Fe₃O₄/ZnO纳米复合物存在ZnO不能够在Fe₃O₄表面包覆的缺点，而提供一种MWCNT/Fe₃O₄/ZnO三元异质纳米复合物的制备方法。