[发明专利]一种制备氧化亚钴空心纳米纤维的方法

说明书

本发明涉及一种制备氧化亚钴空心纳米纤维的方法，属于纳米材料制备技术领域。本发明采用静电纺丝技术与氨气热还原相结合的方法制备CoO空心纳米纤维。本发明包括四个步骤：(1)配制纺丝液；(2)制备PVP/Co(NO₃)₂复合纳米纤维，采用静电纺丝技术制备；(3)制备Co₃O₄空心纳米纤维，通过热处理PVP/Co(NO₃)₂复合纳米纤维来制备；(4)制备CoO空心纳米纤维，将Co₃O₄空心纳米纤维用氨气进行热还原，得到CoO空心纳米纤维，具有良好的结晶性，属于立方晶系，直径为81.17±0.71nm，长度大于50µm。本发明的制备方法简单易行，可以批量生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体说涉及一种制备氧化亚钴空心纳米纤维的方法。

背景技术

无机物纳米纤维和空心纳米纤维的制备与性质研究，是材料科学、凝聚态物理、化学等学科的前沿热点研究领域之一。纳米纤维是指在材料的三维空间尺度上有两维处于纳米尺度的线状材料，通常径向尺度为纳米量级，而长度则较大。由于纳米纤维的径向尺度小到纳米量级，显示出一系列特性，最突出的是比表面积大，从而其表面能和活性增大，进而产生小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，并因此表现出一系列化学、物理如热、光、声、电、磁等方面的特异性。空心纳米纤维由于具有更大的比表面积，将具有更广泛的应用。在现有技术中，有很多制备纳米纤维的方法，例如抽丝法、模板合成法、分相法以及自组装法等。此外，还有电弧蒸发法，激光高温烧灼法，化合物热解法。这三种方法实际上都是在高温下使化合物或单质蒸发后，经热解或直接冷凝制得纳米纤维或纳米管，从本质上来说，都属于化合物蒸汽沉积法。

氧化亚钴CoO由于其特殊的结构和性能，使其在气体传感器、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、陶瓷釉料、有色玻璃、油漆色料和钴催化剂等领域，具有广阔的应用前景。目前研究者已采用水热法，溶剂热法，在还原气氛下钴的化合物高温热分解法，高温溶液热分解法等方法，成功地制备出了CoO球形纳米晶、纳米八面体、纳米立方体、纳米空心球、纳米花、纳米管、纳米线、单晶多孔CoO纳米棒阵列和类泡沫CoO纳米材料等不同形貌的纳米材料。目前，未见CoO空心纳米纤维制备的相关报道。