一种钌铱碲三元纳米管的制备方法及其应用

本发明涉及材料科学，具体涉及一种钌铱碲三元纳米管的制备方法及其应用。

背景技术：

1、一维金属纳米材料，如纳米线和纳米管等因其特殊的性能，在电化学催化、分析检测、电子器件等领域有广泛的应用。其中，金属铱(ir)和钌(ru)具有较强的耐酸稳定性因而在电催化等领域中展现出其独特的性能。另外一方面，金属纳米管由于其特殊的中空结构，相比于实心的纳米线可提供更大的比表面积，从而展现出更优异的电化学性能。

2、目前制备一维金属纳米管的方法大多采用模版法，分为硬模版法和软模版法两类。其中，软模版法通常难以制备较高长径比的纳米管，且能制备的金属管种类有限；而硬模版法，如采用铜、银纳米线等模版难以控制钌铱金属纳米管的形貌，且不易大规模生产，对于制备多元素的钌铱纳米管依然具有较大挑战性。

3、因此，需开发一种新的方案制备多元素的钌铱金属纳米管。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种钌铱碲三元纳米管材料的制备方法，利用可规模化制备的碲纳米线为模版，突破相关材料合成瓶颈；本发明为开发高长径比、多组分、可大规模制备的金属基纳米管提供新的技术方法，能够为其他类型金属纳米管材料合成提供思路。

2、第一方面，本发明提供一种钌铱碲三元纳米管的制备方法，包括以下步骤：

3、将碲纳米线、保护剂分散于有机溶剂中，搅拌均匀；所述有机溶剂在100-200℃下具有还原性；

4、加入钌和铱的混合金属盐溶液，搅拌均匀转移至反应釜；

5、反应釜于升温至150-200℃的烘箱中，反应5-10h，产物分离、洗涤后得到钌铱碲三元纳米管。

6、可选地，所述碲纳米线的直径为5-15nm，长度为100-1500μm。

7、可选地，所述保护剂包括聚乙烯吡咯烷酮、三乙酰氧基硼氢化钠、十二烷基硫酸钠。

8、可选地，所述有机溶剂包括乙二醇、n，n-二甲基甲酰胺。

9、可选地，所述方法利用高温下所述有机溶剂的还原性制得纳米管的管状结构。

10、可选地，所述混合金属盐溶液包括氯化钌和氯铱化钾。

11、第二方面，本发明提供一种钌铱碲三元纳米管。

12、可选地，所述三元纳米管的直径为10-15nm。

13、第三方面，本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在分析检测中的应用。

14、第四方面，本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在催化反应中的应用。

15、第五方面，本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在制备电子器件中的应用。

16、本发明具备的有益效果包括：

17、(1)本发明提供的制备方法，采用碲纳米线作为模版，碲纳米线可规模化制备，可大规模生产，改善了铜、银纳米线等模版难以控制钌铱金属纳米管的形貌的问题；利用高温下有机溶剂的还原性制得纳米管状结构，且为制备其他类型金属纳米管的合成提供思路；

18、(2)本发明提供的制备方法，工艺简单、条件易控，对设备要求不高，有良好的工业化应用前景；

19、(3)本发明提供的方法制备得到的三元纳米管形貌良好，管长和纳米管直径的比值高，碲、钌、铱3种元素在纳米管中的分布较为均匀。

技术特征：

1.一种钌铱碲三元纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碲纳米线的直径为5-15nm，长度为100-1500μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护剂包括聚乙烯吡咯烷酮、三乙酰氧基硼氢化钠、十二烷基硫酸钠。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙二醇、n，n-二甲基甲酰胺。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合金属盐溶液包括氯化钌和氯铱化钾。

6.如权利要求1-4任一项所述的方法制得的钌铱碲三元纳米管。

7.根据权利要求5所述的三元纳米管，其特征在于，所述三元纳米管的直径为10-15nm。

8.如权利要求5所述的纳米管在分析检测中的应用。

9.如权利要求5所述的纳米管在催化反应中的应用。

10.如权利要求5所述的纳米管在制备电子器件中的应用。

技术总结本发明提供了一种钌铱碲三元纳米管的制备方法，包括以下步骤：采用碲纳米线作为模版，加入保护剂和高温下具有还原性的有机溶剂，高温下和钌铱混合金属盐反应，利用乙二醇高温下的还原性，制得三元纳米管材料；本发明制备的三元纳米管材料具有形貌良好，长径比高，碲、钌、铱3种元素在纳米管中的分布较为均匀等优点；本发明提供的以碲纳米线为模版制备三元纳米管的方法能够在工业上规模化应用。技术研发人员：洪卫受保护的技术使用者：南昌大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29