[发明专利]四氧化三锰/氧化铈复合纳米管、纳米管自组装膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种四氧化三锰/氧化铈复合纳米管，其特征在于：该复合纳米管为中空管状结构，其管壁是由四氧化三锰和氧化铈纳米颗粒复合而成，其中：四氧化三锰与氧化铈的重量比例为（0.25-1）：1；所述四氧化三锰/氧化铈复合纳米管的制备方法为：以K-OMS-2纳米纤维为模板，通过氧化还原-自沉积过程，在温和条件下制备得到所述四氧化三锰/氧化铈复合纳米管；该方法包括如下步骤：

（1）制备纳米纤维模板K-OMS-2：

将硫酸锰、硫酸钾和过硫酸钾的混合溶液在密闭条件下进行水热反应或回流反应，得到凝固胶体；将凝固胶体分散在去离子水中搅拌8-24小时，进行抽滤后再用去离子水多次冲洗后获得所述纳米纤维模板K-OMS-2；

（2）将步骤（1）所得纳米纤维模板超声分散在去离子水中得悬浮液，向悬浮液中加入硝酸铈溶解10-30分钟，然后再加入沉淀剂6-12 g溶解10-30分钟，形成悬浮液；其中：所述纳米纤维模板与硝酸铈的重量比例为（0.25-1）：1；

（3）将步骤（2）中的悬浮液密封在烧杯中，转移到水浴中加热，在60-90℃条件下反应30min-2h，冷却至室温，进行过滤后再用去离子水多次冲洗，然后在40℃干燥后获得四氧化三锰/氧化铈复合纳米管。

2.根据权利要求1所述的四氧化三锰/氧化铈复合纳米管，其特征在于：该复合纳米管的管径为15 nm-25 nm，管长为100nm-50μm，长径比大于100。

3.根据权利要求1所述的四氧化三锰/氧化铈复合纳米管，其特征在于：步骤（1）中，所述硫酸锰、硫酸钾和过硫酸钾的混合溶液中，硫酸锰浓度为0.05-0.5 mol/L，硫酸钾浓度为0.1-1 moL /L，过硫酸钾浓度为0.1-1 mol/L；所述水热反应条件为：80-250℃反应12-48小时；所述回流反应条件为：60-100℃反应3-5天。

4.根据权利要求1所述的四氧化三锰/氧化铈复合纳米管，其特征在于：步骤（2）中，所述沉淀剂为六亚甲基四胺、尿素或氨水；所述沉淀剂与硝酸铈的摩尔比例为（10-30）：1。

5.根据权利要求1所述的四氧化三锰/氧化铈复合纳米管的应用，其特征在于：该复合纳米管直接应用于CO的去除、水中有害离子的去除净化或作为催化剂的载体，并能回收重复使用。

6.一种利用权利要求1所述的四氧化三锰/氧化铈复合纳米管制备的纳米管自组装膜，其特征在于：该纳米管自组装膜是由所述四氧化三锰/氧化铈复合纳米管相互交织在一起形成。

7.根据权利要求6所述的纳米管自组装膜，其特征在于：所述纳米管自组装膜是将复合纳米管分散到去离子水中，磁力搅拌4-6小时，使复合纳米管充分分散及相互交织，然后利用真空抽滤装置将复合纳米管与液相分离，再将分离出来的复合纳米管在50-100℃干燥即得到纳米管自组装膜。

8.根据权利要求6所述的纳米管自组装膜，其特征在于：该纳米管自组装膜直接应用于CO的去除、水中有害离子的去除净化或作为催化剂的载体，并能回收重复使用。