[发明专利]一种聚苯胺复合铋酸锌纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺复合铋酸锌纳米棒的制备方法，属于功能材料制备技术领域。该制备方法是以铋酸钠、乙酸锌和聚苯胺作为原料，氩气作为载气，具体步骤是：首先将铋酸钠与乙酸锌混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸锌的混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，聚苯胺置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1200～1400℃、低温区加热至200～300℃，保温12～24h，氩气流速为100～200cm³/min。本发明采用的制备过程简单、易于控制，所得聚苯胺复合铋酸锌纳米棒在电子器件、光学器件、电化学器件及锂离子电池等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺复合铋酸锌纳米棒的制备方法。

背景技术

铋酸锌纳米棒具有良好的电学、光学及电化学性能，与聚苯胺等聚合物相复合，可望提高其电学、光学及电化学性能，在电子器件、光学器件、电化学器件及锂离子电池等领域具有良好的应用前景，引起了人们的广泛关注。聚合物复合蒙脱土和层状氢氧化物、聚合物复合碳黑、聚合物复合石墨、聚合物复合碳纳米管、聚合物复合碳纳米纤维是常见的聚合物复合材料(沈广霞,庄燕燕,林昌健.碳纳米管-聚合物复合材料的研究进展.化学进展,2014,16(1):21-25.)，其制备方法主要包括液相共混复合法、固相共融复合法、原位化学聚合法及原位电化学聚合法(樊玮,张超,刘天西.石墨烯/聚合物复合材料的研究进展.复合材料学报,2013,30(1)14-21.)。然而，目前的聚合物复合方法仍存在制备过程较复杂、难以制备均一性能的复合材料等问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚苯胺复合铋酸锌纳米棒的制备方法。

该制备方法如下：

以铋酸钠、乙酸锌和聚苯胺作为原料，氩气作为载气，首先将铋酸钠与乙酸锌混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸锌的混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，聚苯胺置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1200～1400℃、低温区加热至200～300℃，保温12～24h，氩气流速为100～200cm³/min，从而在刚玉管末端水冷端表面得到了聚苯胺复合铋酸锌纳米棒。

所述铋酸钠与乙酸锌的摩尔比为38:1。

所述聚苯胺的重量占铋酸钠、乙酸锌重量的15～30％。

本发明的科学原理如下：

本发明采用上述制备过程，铋酸钠和乙酸锌混合粉末在高温区于1200～1400℃被加热成气态，在高温下铋酸钠和乙酸锌分解为氧化铋、氧化锌、氧化钠、水和二氧化碳，氧化铋和氧化锌在高温下反应形成气态的铋酸锌，气态的铋酸锌在流速为100～200cm³/min的载气氩气输运下到达位于刚玉管反应容器末端的水冷端表面沉积下来，形成铋酸锌纳米晶核，铋酸锌纳米晶核吸收气氛中的铋酸锌，导致了铋酸锌在一维方向上的生长，随着保温时间增加至12～24h，在水冷端表面形成了具有一定长度的铋酸锌纳米棒。200～300℃低温区的聚苯胺在流速为100～200cm³/min的载气氩气输运下到达位于刚玉管反应容器末端的水冷端表面沉积下来，附着于铋酸锌纳米棒的表面，从而最终形成了聚苯胺复合铋酸锌纳米棒。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明采用的聚合物复合铋酸锌纳米棒的制备方法，制备过程简单、易于控制；

2、本发明采用的是无毒的铋酸钠、乙酸锌和聚苯胺，原料及制备过程对环境无污染，符合环保要求；

3、本发明聚苯胺复合铋酸锌纳米棒可以作为电学、光学及电极材料，在电子器件、光学器件、电化学器件及锂离子电池等领域具有良好的应用前景。

附图说明