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一种金属氧化物纳米结构复合材料及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-05-15 16:39:25
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-05-18 09:49:15
本发明公开了一种金属氧化物纳米结构复合材料及其制备方法，制备方法包括将金属粉末置于水中；将导电基体材料作为电极浸入上述溶液中；使用常压等离子体作为对电极，对溶液进行放电处理，干燥得到金属氧化物纳米结构的复合材料。本发明的方法，无需使用金属盐溶液或化学试剂，利用常压等离子体和水的协同作用，实现金属氧化物纳米结构复合材料的制备，绿色环保；可以方便地在各种导电材料上复合金氧化物纳米结构，得到具有新特性的复合材料。本发明金属氧化物纳米结构复合材料，具有较高的比表面积和稳定的结构，其结合了基底良好的导电性，金属氧化物优异的物理化学性能以及纳米结构的小尺寸效应。
1.一种金属氧化物纳米结构复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将颗粒尺寸为1～100μm的金属粉末置于水中，得到混合液；
2)将导电基体材料作为电极浸入上述混合液中；
3)使用常压等离子体作为导电基体材料的对电极，对溶液进行放电处理，干燥得到金属氧化物纳米结构的复合材料。
近年来，金属氧化物纳米结构得到迅速发展，在光电转换、光致变色、光电催化等方面具有广泛应用。为了制备出金属氧化物纳米结构，人们开发出电沉积法、水热法、化学还原法等方法。将金属氧化物纳米结构复合到其他基体材料上，可以获得具有特殊性能的材料，或提高基体材料的性能。然而，金属氧化物纳米结构本身较为脆弱，难以有效复合在基体材料上。
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本发明的方法，无需使用金属盐溶液或化学试剂，利用常压等离子体和水的协同作用，实现金属氧化物纳米结构复合材料的制备，制备方法绿色环保。本发明方法可以方便地在各种导电材料上复合金氧化物纳米结构，得到具有新特性的复合材料。
本发明金属氧化物纳米结构复合材料，是基于微米尺度金属颗粒与等离子体以及水的腐蚀氧化形成的，具有较高的比表面积和稳定的结构，其结合了基底良好的导电性，金属氧化物优异的物理化学性能以及纳米结构的小尺寸效应。
技术合作
技术方案同实施例1，不同之处在于使用绝缘的聚酯薄膜作为阴极。制备过程中发现，绝缘材料的使用，明显影响了常压等离子体的放电状态。这是由于等离子体和基体材料为两个电极，并构成导电回路。若其中一个电极为绝缘材料，则会影响整个回路的电学性能，从而影响等离子体的产生和稳定。为进一步分析是否在此条件下，也能制备出金属氧化物纳米结构复合材料，对上述聚酯薄膜进行扫描电子显微镜观察分析，结果如图7所示。可以看到，聚酯薄膜仍呈现出光滑的表面，并无纳米结构的形成。
与现有技术相比，本发明的制备方法简便，可控性高，制备得到的金属氧化物复合材料具有很好的形态。可以预见可具有广泛的用途。
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