[发明专利]一种In2O3/ZnO异质结构纳米管及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种In₂O₃/ZnO异质结构纳米管，其特征在于该纳米管是由ZnO纳米颗粒和In₂O₃纳米颗粒构成，ZnO纳米颗粒和In₂O₃纳米颗粒的粒径分别为15～50nm和10～15nm；该纳米管内径为300～340nm，外径为360～400nm，壁厚为10～50nm。

2.根据权利要求1所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管，其特征在于所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的长度为500nm～5mm。

3.根据权利要求1所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管，其特征在于所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管由ZnO纳米颗粒和In₂O₃纳米颗粒自由分布构成；更优选的，In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的壁厚为15～30nm，进一步优选20nm；所述金属元素Zn和In的摩尔比为1：(0.1～5.0)。

4.一种权利要求1～3任一项所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，步骤如下：

(1)将醋酸锌和硝酸铟溶解在由去离子水和无水乙醇组成的混合溶剂中，加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP）至粘度为0.1～1.0Pa·S，搅拌均匀，得到可纺性溶胶；

所述的金属元素Zn和In的摩尔比为1：(0.1～5.0)，所述的混合溶剂中去离子水和无水乙醇的体积比为1：(0.2～8.0)；所述的聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为100万～200万；

(2)将步骤(1)制得的可纺性溶胶静电纺丝，制得前驱体纤维；

静电纺丝的条件：可纺性溶胶的喷出速率为0.05～3.0mL/h，电压为10～28kV，静电纺丝温度控制在20～35℃；

(3)将步骤(2)制得的前驱体纤维，于60～80℃干燥6～24h，以0.5～5℃/min的速率升温至300～700℃，保温60～120min，即得ZnO/In₂O₃异质结构纳米管。

5.根据权利要求4所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的醋酸锌和硝酸铟两种物质的总量与混合溶剂的摩尔体积比为1：(2～10)mol/L；所述的金属元素Zn和In的摩尔比为1：（0.2～1）。

6.根据权利要求4所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的去离子水和乙醇的体积比为5:2。

7.根据权利要求4所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为130万。

8.根据权利要求4所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，其特征在于步骤(2)中静电纺丝的条件：可纺性溶胶的喷出速率为0.08mL/h，电压为18kV，静电纺丝温度控制在20～25℃。

9.根据权利要求4所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管的制备方法，其特征在于步骤(3)中以2℃/min的升温速率升温至500～600℃，保温60min。

10.权利要求1～3所述的In₂O₃/ZnO异质结构纳米管在甲基橙的光催化氧化降解中的应用。