本發(fā)明涉及一種復(fù)合薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：
氧化鉬由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性能受到越來(lái)越多的人們的關(guān)注。由于氧化鉬具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)或孔道結(jié)構(gòu)，通過(guò)嵌入或脫出離子和小分子物質(zhì)，能夠形成氧化鉬基化物。這一性質(zhì)使其在催化、在信息顯示與存儲(chǔ)、催化劑、電池電極、阻煙劑，傳感器、光學(xué)材料等等領(lǐng)域方面具有潛在的而廣泛的應(yīng)用。對(duì)不同形貌納米三氧化鉬的制備工藝及研究也處于研究的熱點(diǎn)。目前人們已經(jīng)合成了單一的氧化鉬納米材料。CN102603005A報(bào)道了等離子體升華制備納米氧化鉬，其純度MoO3>99.80％。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，容易受到等離子體的密度、碰撞頻率、厚度等因素的影響。同時(shí)，等離子體是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最佳參數(shù)并隨外界條件進(jìn)行調(diào)節(jié)有一定難度。近年來(lái)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對(duì)產(chǎn)品的高性能以及產(chǎn)品在各種環(huán)境下穩(wěn)定性要求不斷提高。然而，單一材料已經(jīng)不能滿(mǎn)足功能多樣化的現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域。因此人們正致力于合成復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)材料的多功能應(yīng)用，并提高單一材料。到目前為止，氧化鉬復(fù)合材料正在不斷成為人們研究的熱點(diǎn)。制備性能優(yōu)異的氧化鉬復(fù)合材料，一直是研究的重點(diǎn)。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的氧化鉬復(fù)合材料的制備方法不斷出現(xiàn)。如：蒸鍍法、溶膠-凝膠法、濺射法、電化學(xué)沉積、化學(xué)氣相沉積等。CN103240076A公布了一種負(fù)載型氧化鉬和氧化鎢基氧化脫硫催化劑的制備方法，可以顯著提高負(fù)載型氧化鉬和氧化鎢基催化劑脫硫活性，在深度脫硫領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。但是，該制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生硫的氧化物，對(duì)大氣環(huán)境有污染。CN101787449A公開(kāi)了一種使用氧化鉬塊廢料和氧化鉬氨浸渣混合物生產(chǎn)鉬鐵的方法，依據(jù)冶煉的鉬鐵牌號(hào)要求，提高對(duì)鉬的回收，降低S、P、Cu等的含量。但是制備過(guò)程步驟繁瑣，并且S、P、Cu等也會(huì)對(duì)自然界水體造成污染和破壞水中生物資源的平衡。Gesheva等人報(bào)道了化學(xué)氣相沉積法制備氧化鉬/氧化鎢復(fù)合材料，并研究了其電致變色器件的應(yīng)用。Song等人研究了簡(jiǎn)易的低溫濕化學(xué)方法來(lái)制備二氧化鈦/氧化鉬復(fù)合材料，并研究了其光催化性能，結(jié)果表明復(fù)合的氧化鉬/氧化鎢材料具有單一材料所不具備的優(yōu)越的催化性能。Ling等人綜述了氧化鉍/氧化鉬、三氧化二鉍/五氧化二鉈，三氧化二鉍/五氧化二釹等復(fù)合材料。通過(guò)XPS、XRD、EDS等測(cè)試來(lái)確定合成組分，為后續(xù)人們應(yīng)用氧化鉬復(fù)合材料的制備應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合材料的氧化鉬與泡沫鎳之間結(jié)合力差的問(wèn)題，提供一種泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備方法。本發(fā)明泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：一、泡沫鎳的前處理：先取面積為1cm×1cm的泡沫鎳，加入丙酮，超聲清洗20min，然后用水進(jìn)行超聲清洗10～120min，最后用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡5～100min，將浸泡后的泡沫鎳放置在烘箱中，于40～200℃干燥1～48h；二、泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備：稱(chēng)取0.0003～0.001mol的鉬酸銨固體，溶解于20～80mL的超純水中，配置得到鉬酸銨溶液，將步驟一干燥后的泡沫鎳放入鉬酸銨溶液中磁力攪拌1～5h，隨后將鉬酸銨溶液和泡沫鎳一并加入到30～100mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中旋緊，放入烘箱中于90～240℃反應(yīng)2～48h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，然后將反應(yīng)物用無(wú)水乙醇和水交替沖洗6次，在60～100℃烘箱中干燥5～36h，即得到泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜。本發(fā)明的有益效果：1、整個(gè)工藝過(guò)程安全，無(wú)需昂貴設(shè)備，無(wú)污染，且操作流程簡(jiǎn)單。2、所獲得的復(fù)合材料表面平整，顏色均勻。3、所獲得的復(fù)合材料穩(wěn)定性較好，經(jīng)過(guò)50～200攝氏度熱處理，薄膜不脫落。4、制備的復(fù)合材料目測(cè)具有泡沫鎳的孔道結(jié)構(gòu)，說(shuō)明泡沫鎳的骨架在水熱合成過(guò)程中并沒(méi)有被破壞。附圖說(shuō)明圖1是實(shí)施例1制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖；圖2是實(shí)施例1制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的高倍SEM圖；圖3為實(shí)施例1電容器循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖；圖4為實(shí)施例1電容器經(jīng)500次循環(huán)測(cè)試后容量的保留百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)；圖5是實(shí)施例2制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖；圖6是實(shí)施例2制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的高倍SEM圖；圖7為實(shí)施例2電容器循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖；圖8為實(shí)施例2電容器經(jīng)500次循環(huán)測(cè)試后容量的保留百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)；圖9是實(shí)施例3制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖；圖10是實(shí)施例3制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的高倍SEM圖；圖11為實(shí)施例3電容器循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖；圖12為實(shí)施例3電容器經(jīng)500次循環(huán)測(cè)試后容量的保留百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)。具體實(shí)施方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：一、泡沫鎳的前處理：先取面積為1cm×1cm的泡沫鎳，加入丙酮，超聲清洗20min，然后用水進(jìn)行超聲清洗10～120min，最后用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡5～100min，將浸泡后的泡沫鎳放置在烘箱中，于40～200℃干燥1～48h；二、泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備：稱(chēng)取0.0003～0.001mol的鉬酸銨固體，溶解于20～80mL的超純水中，配置得到鉬酸銨溶液，將步驟一干燥后的泡沫鎳放入鉬酸銨溶液中磁力攪拌1～5h，隨后將鉬酸銨溶液和泡沫鎳一并加入到30～100mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中旋緊，放入烘箱中于90～240℃反應(yīng)2～48h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，然后將反應(yīng)物用無(wú)水乙醇和水交替沖洗6次，在60～100℃烘箱中干燥5～36h，即得到泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜。本發(fā)明采用水熱法制備得到了泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合材料，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作，無(wú)環(huán)境污染，操作性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，成本低。泡沫鎳具有大的孔道結(jié)構(gòu)，結(jié)合氧化鉬本身結(jié)構(gòu)特性等使得其具有更好的離子和分子的嵌入和脫出特性。這種材料可用于鋰離子電池、超級(jí)電容器、電致變色等領(lǐng)域。此方法簡(jiǎn)單，成本低。所制得的復(fù)合材料，表面平整，穩(wěn)定性能優(yōu)良。通過(guò)調(diào)節(jié)鉬酸銨的用量，可以控制泡沫鎳表面氧化鉬的厚度。合成的產(chǎn)品可應(yīng)用于氣體傳感，抑煙-阻燃性、超級(jí)電容器、鋰離子電池等對(duì)材料有特殊要求多功能應(yīng)用的領(lǐng)域。具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：步驟一中用水進(jìn)行超聲清洗30～100min。其它與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：步驟一中用水進(jìn)行超聲清洗50～80min。其它與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：步驟一中用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡30～70min。其它與具體實(shí)施方式一至三之一相同。具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：步驟一中用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡45min。其它與具體實(shí)施方式一至三之一相同。具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：步驟一中于60～180℃干燥10～40h。其它與具體實(shí)施方式一至五之一相同。具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：步驟一中于90～150℃干燥20～30h。其它與具體實(shí)施方式一至五之一相同。具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是：步驟二中稱(chēng)取0.0005～0.0008mol的鉬酸銨固體，溶解于30～50mL的超純水中。其它與具體實(shí)施方式一至七之一相同。具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至八之一不同的是：步驟二中放入烘箱中于120～210℃反應(yīng)12～36h。其它與具體實(shí)施方式一至八之一相同。具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至八之一不同的是：步驟二中放入烘箱中于150～180℃反應(yīng)20～28h。其它與具體實(shí)施方式一至八之一相同。為驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)施例1：一、泡沫鎳的前處理：先取面積為1cm×1cm的泡沫鎳，加入丙酮，超聲清洗20min去除表面可能含有的有機(jī)物質(zhì)，然后用水進(jìn)行超聲清洗25min，最后用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡20min，以除去表面可能形成的鎳的氧化物，將浸泡后的泡沫鎳放置在烘箱中，于50℃干燥2.5h；二、泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備：稱(chēng)取0.0005mol的鉬酸銨固體置于100mL的燒杯中，加入30mL超純水，待溶液透明澄清后，配置得到鉬酸銨溶液，將步驟一干燥后的泡沫鎳基底放入鉬酸銨溶液中磁力攪拌2h，隨后將燒杯中的鉬酸銨溶液和泡沫鎳一并加入到50mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中旋緊，放入烘箱中120℃反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，然后將反應(yīng)物用無(wú)水乙醇和水交替沖洗6次，在60℃烘箱中干燥10h，即得到泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜。本實(shí)施例制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖如圖1所示，高倍SEM圖如圖2所示?？梢钥闯鏊频玫膹?fù)合材料表面平整。經(jīng)過(guò)150攝氏度熱處理，薄膜不脫，落穩(wěn)定性能優(yōu)良。以本實(shí)施例的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜為原料制備超級(jí)電容器，對(duì)超級(jí)電容器的性能進(jìn)行檢測(cè)，循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖如圖3所示，通過(guò)此圖可以看出曲線(xiàn)基本重合，說(shuō)明具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。曲線(xiàn)中出現(xiàn)了峰值，屬于贗電容，說(shuō)明在電化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。在一定電流密度條件下的500次循環(huán)測(cè)試后，容量的保留百分?jǐn)?shù)如圖4?？梢钥闯鼋?jīng)過(guò)500次循環(huán)后，材料的容量保留值近乎直線(xiàn)，說(shuō)明容量損失小，具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能。實(shí)施例2：一、泡沫鎳的前處理：先取面積為1cm×1cm的泡沫鎳，加入丙酮，超聲清洗20min去除表面可能含有的有機(jī)物質(zhì)，然后用水進(jìn)行超聲清洗40min，最后用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡30min，以除去表面可能形成的鎳的氧化物，將浸泡后的泡沫鎳放置在烘箱中，于75℃干燥3h；二、泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備：稱(chēng)取0.0008mol的鉬酸銨固體置于100mL的燒杯中，加入50mL超純水，待溶液透明澄清后，配置得到鉬酸銨溶液，將步驟一干燥后的泡沫鎳基底放入鉬酸銨溶液中磁力攪拌3h，隨后將燒杯中的鉬酸銨溶液和泡沫鎳一并加入到100mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中旋緊，放入烘箱中180℃反應(yīng)15h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，然后將反應(yīng)物用無(wú)水乙醇和水交替沖洗6次，在75℃烘箱中干燥12h，即得到泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜。本實(shí)施例制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖如圖5所示，高倍SEM圖如圖6所示。可以看出所制得的復(fù)合材料表面平整。經(jīng)過(guò)200攝氏度熱處理，薄膜不脫，落穩(wěn)定性能優(yōu)良。以本實(shí)施例的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜為原料制備超級(jí)電容器，對(duì)超級(jí)電容器的性能進(jìn)行檢測(cè)，循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖如圖7，通過(guò)此圖可以看出曲線(xiàn)基本重合，說(shuō)明具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。曲線(xiàn)中出現(xiàn)了峰值，屬于贗電容，說(shuō)明在電化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。在一定電流密度條件下的500次循環(huán)測(cè)試后，容量的保留百分?jǐn)?shù)如圖8?？梢钥闯鼋?jīng)過(guò)500次循環(huán)后，材料的容量保留值近乎直線(xiàn)，說(shuō)明容量損失小，具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能。實(shí)施例3：一、泡沫鎳的前處理：先取面積為1cm×1cm的泡沫鎳，加入丙酮，超聲清洗20min去除表面可能含有的有機(jī)物質(zhì)，然后用水進(jìn)行超聲清洗30min，最后用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡45min，以除去表面可能形成的鎳的氧化物，將浸泡后的泡沫鎳放置在烘箱中，于80℃干燥4h；二、泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的制備：稱(chēng)取0.001mol的鉬酸銨固體置于100mL的燒杯中，加入80mL超純水，待溶液透明澄清后，配置得到鉬酸銨溶液，將步驟一干燥后的泡沫鎳基底放入鉬酸銨溶液中磁力攪拌4h，隨后將燒杯中的鉬酸銨溶液和泡沫鎳一并加入到100mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中旋緊，放入烘箱中220℃反應(yīng)36h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，然后將反應(yīng)物用無(wú)水乙醇和水交替沖洗6次，在75℃烘箱中干燥15h，即得到泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜。本實(shí)施例制備的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜的低倍SEM圖如圖9所示，高倍SEM圖如圖10所示。可以看出所制得的復(fù)合材料表面平整。經(jīng)過(guò)180攝氏度熱處理，薄膜不脫，落穩(wěn)定性能優(yōu)良。以本實(shí)施例的泡沫鎳/氧化鉬復(fù)合薄膜為原料制備超級(jí)電容器，對(duì)超級(jí)電容器的性能進(jìn)行檢測(cè)，循環(huán)50次的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖如圖11，通過(guò)此圖可以看出曲線(xiàn)基本重合，說(shuō)明具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。曲線(xiàn)中出現(xiàn)了峰值，屬于贗電容，說(shuō)明在電化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。在一定電流密度條件下的500次循環(huán)測(cè)試后，容量的保留百分?jǐn)?shù)如圖12?？梢钥闯鼋?jīng)過(guò)500次循環(huán)后，材料的容量保留值近乎直線(xiàn)，說(shuō)明容量損失小，具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能。