[发明专利]一种四氧化三钴管套线结构纳米纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种四氧化三钴管套线结构纳米纤维的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。本发明采用单轴静电纺丝技术与焙烧技术相结合的方法，制备了Co3O4管套线结构纳米纤维。本发明包括三个步骤：(1)配制纺丝液；(2)制备Co(CH3COO)2/PVP复合纳米纤维，采用单轴静电纺丝技术制备；(3)制备Co3O4管套线结构纳米纤维，采用恰当的加热程序，将复合纳米纤维在空气中进行热处理，得到Co3O4管套线结构纳米纤维，属于立方晶系，管的直径为150±2.9nm，管中纳米线的平均直径为60nm，平均长度大于1μm。本发明的制备方法简单易行，制备步骤少，可以批量生产，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种四氧化三钴管套线结构纳米纤维的制备方法，其特征在于，采用单轴静电纺丝技术与焙烧技术相结合的方法，使用聚乙烯吡咯烷酮PVP为高分子模板剂，采用N,N‑二甲基甲酰胺DMF为溶剂，制备产物为Co3O4管套线结构纳米纤维，其步骤为：(1)配制纺丝液钴源使用的是四水合醋酸钴Co(CH3COO)2·4H2O，将1.20g Co(CH3COO)2·4H2O加入到7.00g DMF中，磁力搅拌溶解后再加入1.80g PVP，继续搅拌12h得到透明的纺丝液；(2)制备Co(CH3COO)2/PVP复合纳米纤维将纺丝液注入一支带有1mL塑料喷枪头的10mL注射器中，将石墨棒插入纺丝液中并与高压直流电源的正极接线柱相连，喷枪头与水平面的夹角为30°，以垂直放置的铁丝网作为接收装置并接地，铁丝网与高压直流电源的零电势接线柱相连，喷枪头与接收屏铁丝网的间距为16cm，纺丝电压为13kV，室内温度为20‑30℃，相对湿度为20％‑50％，进行静电纺丝得到Co(CH3COO)2/PVP复合纳米纤维；(3)制备Co3O4管套线结构纳米纤维将所述的Co(CH3COO)2/PVP复合纳米纤维置于50ml的坩埚中，盖上坩埚盖，放入高温氧化炉中，以1℃/min的升温速率升至200℃并保温2h，再以1℃/min的升温速率升至380℃并保温2h，之后以1℃/min的降温速率降至200℃，然后随炉体自然冷却至室温，得到Co3O4管套线结构纳米纤维，管的直径为150±2.9nm，管中纳米线的平均直径为60nm，平均长度大于1μm。