[发明专利]一种W18

说明书

本发明公开了一种W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料及其制备方法，包括以碳纤维为反应源，采用溶剂热法生长W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料，通过溶剂热法在碳纤维上包覆生长单斜相的W₁₈O₄₉纳米材料，溶剂热制备过程中无需任何模板和催化剂，工艺简单，产率高，且成本低廉，适合批量生产；在碳布上直接生长W₁₈O₄₉纳米材料，所制备的纳米复合材料形态均一、包覆紧密，可以作为光催化、电催化、太阳能电池、柔性传感器，场发射和锂离子电池负极材料。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的不断发展，电子产品和智能设备开始不断向微型化、轻量化方向发展，柔性电子产品已经应用到人们生活的各个领域，例如可穿戴电子设备、柔性显示器件。碳纤维因为具有很好的柔韧性，可以被纺织而成形成碳布，可以作为柔性电极广泛应用在各种电池、超级电容器等领域。W₁₈O₄₉是含有缺陷的氧化钨，是一种重要的半导体功能材料，W₁₈O₄₉纳米材料被广泛的用做太阳能电池、锂离子电池显示器件、敏感器件、光电器件、光催化材料，电催化材料等。将碳布与W₁₈O₄₉纳米材料进行复合构成W₁₈O₄₉包覆碳布复合材料，较单一材料相比，在光催化、锂电，超级电容器等方面都有显著的提高，因此通过调控W₁₈O₄₉纳米材料的生长可获得质量好且具包覆结构的纳米复合材料，在上述应用上具有重要意义。目前已经有科研工作者从事碳纤维与氧化钨复合材料的制备并取得了一定的成果，如中国专利CN106423144A公开了一种碳纤维@氧化钨纳米颗粒核壳复合结构及其制备方法，采用在真空炉中，在载气的作用下，先用高温加热浸泡过WO₃悬浊液的碳纤维，再在低温下，空气中退火得到复合材料，其制备过程相对繁琐，反应需要高温环境，得到的氧化钨为纳米晶颗粒，没有做到定向生长，限制了材料的性质和应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料及其制备方法，其过程简单，反应温度低，并且本发明制备的W₁₈O₄₉纳米材料形态学均一、整齐的生长在碳纤维表面，有利于提高材料的性质。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

一种W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料，包括碳纤维和采用溶剂热法包覆在碳纤维表面的W₁₈O₄₉纳米材料。

一种可能的形式，所述的碳纤维的呈现形式为碳布，碳布的型号为 WOS1002。

一种W₁₈O₄₉包覆碳纤维复合材料的制备方法，采用溶剂热法在碳纤维表面生长W₁₈O₄₉纳米材料。

具体的，采用溶剂热法在碳纤维表面生长W₁₈O₄₉纳米材料包括：以含钨化合物的醇溶液为前躯体溶液，碳纤维作为反应源进行溶剂热反应，反应温度为160～200℃，反应时间为3～24h。

或者，采用溶剂热法在碳纤维表面生长W₁₈O₄₉纳米材料包括：以含钨化合物的醇溶液为前躯体溶液，碳布作为反应源进行溶剂热反应，反应温度为 160～200℃，反应时间为3～24h。