[发明专利]AZO-C柔性纳米纤维的制备方法

说明书

本发明涉及材料工程技术领域，具体地设计一种AZO‑C柔性纳米纤维的制备方法。AZO‑C柔性纳米纤维的制备方法，称取去离子水放置在锥形瓶中，并加入PVA固体以及滴加醋酸搅拌溶解，待固体完全溶解后进行静电纺丝制备PVA纳米纤维；将PVA纳米纤维从铝箔纸上揭下来进行热处理；配置Zn(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·6H₂O的混合溶液，将经过热处理的PVA纳米纤维用去离子水浸润，低速搅拌，待溶液温度升至65℃保持恒定后，另一侧逐滴加入锌铝混合溶液，同时滴加NaOH溶液以及HCl溶液控制溶液的pH值保持恒定，持续反应2h后倒入烧杯中，将PVA‑AZO前驱体纳米纤维平铺在聚四氟乙烯板上室温晾干，再进行高温煅烧处理，从而制备出AZO‑C柔性纳米纤维。本发明方法简单。

技术领域

本发明涉及材料工程技术领域，具体地设计一种AZO-C柔性纳米纤维的制备方法。

背景技术

一维纳米材料主要包括纳米球、纳米棒、纳米线、纳米管、纳米纤维等，其中，纳米纤维因其具有大的比表面积和轻质等优点，在光催化、传感器、气敏探测、电池电极、电容器、生物医药及仿生等领域具有广阔的应用前景和潜在价值，也成为目前研究热点。

制备纳米纤维的方法有很多，主要包括同轴静电纺丝法、电纺纤维模板法以及单轴静电纺丝法。市面上以氯化亚锡和钛酸异丙酯为原料，采用同轴静电纺丝法制备具有皮芯结构的二氧化碳/二氧化钛纳米纤维，并探究了包覆层及其厚度对染料敏化太阳电池性能、催化性能和发光性能的影响。该方法制备工艺简单，但是对同轴静电纺丝机的精度要求特别高。还有人采用静电纺丝方法制备尼龙66纳米纤维，再通过原子层沉积法在其表面包覆一层二氧化铪，经过500℃的高温烧结处理去除尼龙纳米纤维后，制得中空二氧化铪纳米纤维。

采用模板法制备纳米纤维存在制备效率低、成本高或工艺难控等问题。以醋酸锌、氯化锡及聚乙烯吡咯烷酮为原料，采用单针头静电纺丝法制备出复合纳米纤维，经过高温烧结处理去除PVP后制备出SnO₂-ZnO纳米纤维，可用于检测甲苯含量。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种AZO-C柔性纳米纤维的制备方法。

本发明的技术方案在于：

AZO-C柔性纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：

称取20~50mL去离子水放置在50mL锥形瓶中，并加入1.5~2.0g PVA固体以及滴加醋酸，进行搅拌溶解，待固体完全溶解后，进行静电纺丝制备PVA纳米纤维；

将PVA纳米纤维从铝箔纸上揭下来进行热处理；

配置Zn(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·6H₂O的混合溶液，将经过热处理的PVA纳米纤维放置在三口烧瓶中并用去离子水浸润，低速搅拌，一侧插入温度计监测反应温度，待溶液温度升至65℃保持恒定后，在另一侧逐滴加入锌铝混合溶液，同时滴加NaOH溶液以及HCl溶液控制溶液的pH值保持恒定，持续反应2h后倒入烧杯中，将PVA-AZO前驱体纳米纤维平铺在聚四氟乙烯板上室温晾干，再进行高温煅烧处理，从而制备出AZO-C柔性纳米纤维。

所述的Zn(NO₃)₂和Al(NO₃)₃的摩尔比为40:1。

所述的NaOH溶液和HCl溶液的浓度均为5mol/L。

所述的搅拌溶解通过恒温加热磁力搅拌器实现。

所述的搅拌溶解的温度为50℃。

所述的热处理的温度为180℃，时间为2h。