[发明专利]一种硅钨酸纳米棒的制备方法

说明书

本发明提供了一种硅钨酸纳米棒的制备方法，属于纳米材料技术领域。本发明采用简单的热处理方法，利用嵌段共聚物诱导硅钨酸形成纳米棒。本发明所提出的方法显著有别于传统溶液法或水热法，其特色在于可以从高分子本体中制备硅钨酸纳米棒。通过本方法得到的多酸纳米棒直径均一、长径比高（80:1）、尺寸可控。该方法安全环保、成本低廉，可以批量化制备。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体为一种硅钨酸纳米棒的制备方法。

背景技术

多金属氧酸盐（polyoxometalates，POMs），简称多酸，是由前过渡金属形成的金属氧化物多面体，通过共角、共边、共面等结合方式形成的金属离子分子簇。多酸在催化、吸附与分离、光电材料、生物材料以及自旋电子学和量子计算上的巨大应用潜力，使得其研究备受关注。

多酸经过近200年的发展，具有丰富的结构类型，除典型的Keggin型、Dawson型、Lindqvist型、Anderson型等之外，多酸也可以组装成各种巨型分子簇。自上世纪九十年代德国比利菲尔德大学（University of Bielefeld）的Achim Müller教授首次合成巨型多酸分子以来，近百种具有不同形貌和尺寸的纳米多酸分子簇已经被合成出来。多酸通常具有独特的物理化学性质，例如，混合氧化物的类似性、独立的离子结构、相对高的相对分子质量、多电子氧化还原性、可光致氧化/还原性等，这使得其在众多领域有着十分重要的应用价值。

目前，多酸的自组装大多在溶液体系中进行。不同的pH、有机配体、反离子以及还原剂的量都会直接影响多酸的自组装行为。而随着纳米材料的发展，多酸化学家们将典型的模板辅助法、气-液-固辅助法、电化学方法等合成一维纳米材料的方法应用到多酸纳米材料的制备中，但是这些方法所涉及的反应难以控制、成本较高、合成周期长，限制了其实际应用。因此，发展一种简单易行的方式来制备形状规整、长度可控的多酸纳米棒具有重要实际意义和应用价值。

发明内容

本发明提供了一种采用简单的方法，利用嵌段共聚物诱导硅钨酸在本体中形成纳米棒。

本发明提供了一种硅钨酸纳米棒的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）聚合物、硅钨酸混合体系的制备：将PEO嵌段共聚物和硅钨酸配制成混合溶液，挥发溶剂之后得到共聚物和硅钨酸混合物；

（2）将步骤（1）制备的混合物进行热处理后制备硅钨酸纳米棒。

优选的，步骤（1）中，步骤（1）中，所述PEO嵌段共聚物为含有PEO的嵌段共聚物，与PEO直接或间接连接的链段为聚丙烯酸酯类高分子或聚酯类高分子。

所述PEO嵌段共聚物为(AB)_n型嵌段共聚物或(ABA)_n型嵌段共聚物，其中A段为聚丙烯酸酯类高分子或聚酯类高分子，B段为PEO，n为非0自然数，如1、2、3……。

优选的，所述聚丙烯酸酯类高分子为聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸乙酯，聚酯类高分子为聚L-丙交酯。

优选的，所述PEO嵌段共聚物为PEO-PMMA、PMMA-PEO-PMMA、PEMA-PEO-PEMA或PLLA-PEO-PLLA。

硅钨酸分子式为H₄[SiW₁₂O₄₀]；

优选的，所述共聚物与硅钨酸的质量比为3:1~15:1。

优选的，所述加热温度为100℃～180℃。

优选的，所述热处理时间具体为1min~120min。

优选的，步骤（1）中所述有机溶剂为四氢呋喃、二氧六环、氯仿、二氯甲烷或丙酮。