[发明专利]一种柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于：该碳纤维布由表面改性的碳纤维基底布，TaON纳米棒阵列和BiOI组成，其中TaON纳米棒为大面积均匀阵列，并垂直嵌入在碳纤维基底布的纤维缝隙之间，BiOI为包覆在TaON纳米棒外层的BiOI纳米片；

所述柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布的制备方法包含以下步骤：

1）碳纤维布预处理：将碳纤维布置于有机溶剂混合液中超声清洗0.5-3h；

2）碳纤维布修饰：将清洗后的碳纤维布转入氧化处理液中浸泡1-15h，反应温度为5-95℃；

3）碳纤维布清洗：将表面修饰后的碳纤维布用乙二醇浸泡清洗2-10h，然后烘干；

4）制备纳米棒生长体系：首先将碳纤维布置于乙醇中，然后将钽盐加入乙醇中，然后加入氟化铵和聚乙二醇，搅拌处理1-12h；

5）Ta₂O₅纳米棒阵列生长：将上述生长体系放入反应釜中，反应4-20h，反应温度为150-200℃；

6）清洗氮化：将上述阵列生长产物用超纯水和无水乙醇交替清洗，在70-90℃烘箱中烘干处理6-24h后，和尿素按质量比5-1:1均匀混合，混合物置于管式炉中于700-850℃下流量为30-150mL/min的氨气氛围氮化处理2-12h，升温速率为2-5℃/min，得到TaON纳米棒阵列碳纤维布；

7）碘盐溶液制备：将可溶性碘盐加入有机溶剂中，搅拌混合，得碘盐溶液；

8）铋盐溶液制备：将可溶性铋盐加入有机溶剂中，搅拌混合，得铋盐溶液；

9）BiOI纳米片制备：将TaON纳米棒阵列碳纤维布置于上述碘盐溶液中，搅拌1-3h, 然后再将上述铋盐溶液逐滴加入，持续搅拌2-10h，其中铋盐、碘盐的摩尔比为1：1；

10）BiOI修饰：将步骤9）所述反应体系放入反应釜中，反应4-20h，反应温度为150-200℃；

11）后处理：用超纯水和无水乙醇交替清洗后烘干，即得所需产品。

2.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤1）中有机溶剂混合液为水、乙醇和丙酮的体积比为1：（1-5）：（1-5）的混合液。

3.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤2）中氧化处理液为浓度为98%的浓硫酸，浓度为65%的浓硝酸中的一种或两种。

4.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤4）中钽盐为丁醇钽、乙醇钽、五氯化钽、异丙醇钽、硫酸钽中的一种或几种。

5.如权利要求1或4所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤4）中钽盐的浓度为5-20 mg/mL，氟化铵的浓度为0.05-0.3 mg/mL，聚乙二醇的浓度为10-20mg/mL。

6.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤5）和步骤10）中反应釜的填充度为70-90%。

7.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤5）中需要程序升温，升温速率为0.2-4℃/min。

8.如权利要求1所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤7）和步骤8）中有机溶剂为乙二醇，或体积比为1：（0.5-2）的乙醇和乙二醇的混合液。

9.如权利要求1或8所述的柔性大面积TaON纳米棒阵列复合BiOI碳纤维布，其特征在于，所述步骤7）和步骤8）中碘盐溶液为浓度5-20mmol/L的碘化钾溶液，铋盐溶液为浓度5-20mmol/L的硝酸铋溶液。