石墨烯負載WO3納米線複合材料的製備

據悉,研究者綜合了石墨烯獨特的二維層狀結構,優異的電化學性能等優點和WO3納米線在各功能領域廣泛的應用特點,將WO3納米線作為客體材料組裝到石墨烯主體材料中,控制合成條件,製備出一種獨特的一維與二維納米複合材料,在化學、光學和電學等領域中有著極大的潛在應用前景。

石墨烯負載WO3納米線複合材料的特徵有,WO3納米線直徑為10〜30納米,長度為50〜600納米,貫穿或分佈在層狀石墨烯主體材料的內層或表面。

石墨烯負載WO3納米線複合材料的製備圖片

一種石墨烯負載WO3納米線複合材料的製備方法包括以下步驟:

(1)將鎢酸鈉溶解於蒸餾水中,加入酸度調節劑,調節鎢酸鈉溶液的濃度為0.1〜1.0,pH為1.0 〜2 0;

(2)將步驟(1)制得的鎢酸鈉溶液轉移至水熱反應釜中,在120〜200°C下水熱反應10〜24小時;

(3)將步驟(2)制得的氧化鎢納米材料倒入真空抽濾裝置中抽濾,用去離子水洗滌,真空乾燥,在空氣氣氛下於300〜500°C之間燒結2〜4小時後得到WO3納米線。 

(4)將石墨氧化物超聲分散在還原性醇劑中,調節石墨氧化物的濃度為0.5〜1Omg/mL,超聲時間為1〜3小時;

(5)將步驟(3)制得的WO3納米線與步驟(4)制得的石墨氧化物分散液混合,混合後WO3納米線與石墨氧化物的品質比為1:0.01〜0.5,再轉移至光催化反應器中,在模擬太陽光下光催化還原反應0.5〜3小時;

(6)將步驟(5)的產物倒入真空抽濾裝置中抽濾,用去離子水洗滌,真空乾燥後獲得石墨烯負載WO3納米線複合材料。

石墨烯負載WO3納米線複合材料的製備圖片

該製備方法的注意事項:步驟(1)中,所述的酸度調節劑為乙酸、鹽酸、過氧化氫中的一種或幾種的組合物;步驟(4)中,所述的還原性醇劑為甲醇、乙醇或乙二醇的一種或幾種的組合物;所述的模擬太陽光為氙燈,功率為100W、150W、200W 或500W的一種。

該合成方法的優點是石墨烯的還原與納米複合材料的形成過程簡便,試劑便宜,有利於大規模製備,同時為石墨氧化物還原製備石墨烯提供了一種綠色、環境有好的還原方法。

 

 

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