[发明专利]一种纳米线状Na1.1

说明书

本发明公开了一种纳米线状Na_1.1V₃O_7.9材料、其制备方法及用途，该制备方法包含以下步骤：步骤1：将NaNO₃加热熔融；步骤2：将VCl₃加入到熔融的NaNO₃中，搅拌均匀，保温，使得反应完全；步骤3：冷却至室温，反应产物经洗涤、离心和干燥后，制得纳米线状Na_1.1V₃O_7.9材料。本发明提供的方法具有原料廉价易得，制备过程简单，生产成本低，制得的Na_1.1V₃O_7.9材料微观粒子形貌可控且纳米线分布均匀的优点，且全过程无副产品出现，绿色节能，环保高效。所制得的材料为层状结构的正交晶系，且具有较大比表面积，气体分子可以轻易的进入到各层之间，适用于气敏传感器用敏感材料以及锂离子电池的电极材料。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纳米线状Na_1.1V₃O_7.9材料、其制备方法及用途。

背景技术

目前，由于医疗、环境保护、食品检测和工业安全监控等方面的需要，能够实时检测有毒气体和易燃气体的气敏传感器受到了很多关注。在气敏传感领域，基于不同的气敏传感原理，有多种气体传感探测方法。其中，当所探测的目标气体出现后，由于电子交换和化学反应的原因，材料的电阻发生变化，进而被探测出来，是比较简单方便的一种气敏传感方法，而且易与半导体工艺结合，集成到探测芯片中去。

过渡金属氧化物作为电阻变化型气敏材料被应用于气敏传感器，如ZnO、 SnO₂、Fe₂O₃、TiO₂、WO₃、Cu₂O、NiO等，其中钒氧化物是很有前途的一类气体敏感材料，例如VO₂，V₂O₅等。因为其晶体结构属于层状结构的正交晶系，气体分子可以轻易的进入到各层之间。其中，V₂O₅对乙醇、有机胺类、氦气有较好的气敏特性。传统的氧化物气敏传感器都是基于单晶、多晶、薄膜和粉末等结构。随着技术的进步，纳米线、纳米带、纳米管等纳米结构的氧化物材料，由于其较大的比表面积，能有效的提高气体探测的灵敏度，越来越受到重视。例如：V₂O₅纳米带对乙醇气体表现出较好的选择性和稳定性； V₂O₅纳米线表现出对氦气的气敏特性。

但基于钒氧化物的气敏传感器，良好的气敏特性往往是在150℃以上的温度获得，在室温下获得良好的气敏特性，是更加方便、安全和节能的。

目前，钒氧化物的制备方法主要有电沉积法、溶胶-凝胶法和水热法等，其中水热法最为成熟。制备钒氧化物的方法很多，例如：公开号为 CN102826603A的中国专利采用二氧化钒粉体为钒源，在硝酸水溶液中水热反应得到五氧化二钒纳米线，长约10～60μm，直径为10～50nm，但是其水热温度为140～250℃，温度较高；公开号为CN108288701A的中国专利利用二氧化钒粉体为钒源，分别在草酸和氢氧化钠水溶液中水热反应得到 Na_1.1V₃O_7.9和复相Na_1.1V₃O_7.9/NaV₆O₁₅材料，但是其水热反应时间较长，需要 24h。

上述方法制备的钒氧化物大都选用水热法，存在水热温度过高，反应时间过长，反应产物产率低等缺点。而且上述制备方法工序复杂，条件要求高，可操作性差。

发明内容