[发明专利]一维多孔过渡金属氧化物纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一维多孔过渡金属氧化物纳米材料的制备方法，涉及一种采用天然蛋白质‑石墨烯复合模板诱导过渡金属氧化物纳米材料的制备方法。所制备的纳米材料具有尺寸均一、多孔结构分布均匀等优点，并且其制备方法简单、环保。通过水合肼诱导还原丝蛋白和氧化石墨烯的混合溶液形成丝蛋白纳米线复合的石墨烯模板。然后再此模板下，加入过渡金属盐，并在温度120‑200摄氏度条件下反应1‑36小时后收集产物。再经过超声、洗涤、离心（8000转/分钟）等环节后，将产物置于真空干燥箱中干燥，最后再将其于300‑650摄氏度煅烧3‑12小时得到一维多孔过渡金属氧化物纳米材料。

技术领域

本发明涉及多功能纳米材料领域，具体是一种一维多孔过渡金属氧化物纳米材料的制备方法。

背景技术

多功能纳米材料已渗透到各方研究中，其中，过渡金属氧化物在各个领域的研究已经非常广泛，并且对其的需求也越来越迫切。其次，特定结构的纳米过渡金属氧化物的制备对新材料的研究也具有重要意义。在这些材料中，一维自组装的纳米过渡金属氧化物材料因为用途广泛，可用于纳米电子、光电子及生物传感设备等各方面，尤其引起广大科研工作者的兴趣。另外，多孔结构的材料具有较高的比表面积、较大的孔体积和较短的扩散路径，有利于提供较多的催化活性位点和较快的电子转移速率。因此，一维过渡金属氧化物多孔纳米材料具有更广泛的应用领域，包括：能源电极材料、电化学催化、吸附等等。

一维纳米材料的合成途径多样化，有溶胶-凝胶制备技术、金属氧化法、水热法、多元醇还原法和电纺法等。而通过绿色化学一步制备一维过渡金属氧化物多孔纳米材料的方法却不多。随着大家环保意识的增强，提倡绿色化学的呼声也越高，从而天然蛋白质悄然进入大家的脑海。例如：以DNA为模板合成了磁共振成像用的金纳米链、氧化铁纳米链[Jaganathan H, Hugar DL, Ivanisevic A. Examining MRI contrast in three-dimensional cell culture phantoms with DNA-templated nanoparticle chains [J].ACS Appl. Mater. Interfaces, 2011, 3, 1282-1288.]；以海藻酸钠和壳聚糖为模板合成了固定念珠菌藿香脂肪酶用的四氧化三铁纳米球[Liu X, Chen X, Li YF, Wang XY,Peng XM, Zhu WW. Preparation of superparamagnetic Fe₃O₄@alginate/chitosannanospheres for candida rugosa lipase immobilization and utilization oflayer-by-layer assembly to enhance the stability of immobilized lipase [J].ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, 4, 5169-5178.]；以聚谷氨酸为模板一步法合成了富集、分离生物样品用的多孔γ-Fe₂O₃ 纳米颗粒[Luo B, Xu S, Luo A, Wang WR, WangSL, Guo J, Lin Y, Zhao DY, Wang CC. Mesoporous biocompatible and acid-degradable magnetic colloidal nanocrystal clusters with sustainable stabilityand high hydrophobic drug loading capacity [J]. ACS nano, 2011, 5, 1428-1435.]。