【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料，特别是涉及一种大长径比钛酸铋钠纳米线的制备方法。
技术介绍
1、现代电子元器件正在向微小型化、集成化、柔性化和系统化方向发展，微纳材料的关注度也在不断攀升，而其中一维纳米材料具有独特的尺寸和形态特点，可以制造出更小、更高效的电子设备，更是构造纳米级别器件的关键所在。
2、钛酸铋钠陶瓷不含有铅元素，环保性能优点突出，是最有希望替代锆钛酸铅陶瓷的产品之一。钛酸铋钠，其化学式为na0.5bi0.5tio3，简写式为bnt，被认为是最可能取代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷体系之一。bnt是一种a位复合离子取代的钙钛矿型铁电材料，具有优异的电学性能和光学性能，而且有高的极化强度，可以应用于电容器、传感器、光电器件等领域。bnt的高残余极化和弛豫特性使其成为有效储存电能的有前途的材料。目前，钛酸铋钠纳米线材料更多是通过水热法来制备，而关于用静电纺丝法去制备钛酸铋钠纳米线材料的研究较少。且通过水热法制备钛酸铋钠纳米线存在反应程度不易控制，纳米线产品连续性差、尺寸不均匀、柔性差等问题，若是能通过简单、易控制的静电纺丝法制备尺寸均匀、柔性好的钛酸铋钠纳米线，将具有十分广阔的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种大长径比钛酸铋钠(na0.5bi0.5tio3)纳米线的制备方法，以解决上述现有技术中存在的问题。本专利技术的制备方法可以极大地提升钛酸铋钠纳米线的长径比，较好地提高其柔性，通过本专利技术的方法制得的钛酸铋钠纳米线产品纯度较高、连续性较好、尺寸
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术的技术方案之一：一种大长径比钛酸铋钠纳米线的制备方法，包括以下步骤：
4、将钛源、铋源、钠源、醋酸、乙酰丙酮、水、n,n-二甲基甲酰胺和增粘剂混合，搅拌均匀，得到前驱液；
5、将所述前驱液进行静电纺丝，得到纳米线，然后对所述纳米线进行热处理，得到所述大长径比钛酸铋钠纳米线；
6、所述大长径比钛酸铋纳米线的长径比为85～140。
7、进一步地，所述钛源包括钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸异丁酯、钛酸四乙酯和聚钛酸丁酯中的一种或多种；
8、所述铋源包括醋酸铋、铝酸铋、钼酸铋、锡酸铋、柠檬酸铋和铁酸铋中的一种或多种；
9、所述钠源包括柠檬酸钠、碳酸钠、醋酸钠和甲酸钠中的一种或多种；
10、所述增粘剂包括聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乳酸中的一种或多种。
11、进一步地，所述水、n,n-二甲基甲酰胺、乙酰丙酮、钠源、钛源、铋源、醋酸的质量比为1：(0.1～20)：(0.1～30)：(0.1～30)：(0.1～50)：(0.1～50)：(0.1～100)。
12、进一步地，所述增粘剂、钠源、钛源和铋源的质量比为1：(0.1～30)：(0.1～50)：(0.1～50)。
13、进一步地，所述搅拌的转速为300～900rpm，时间为0.5～5h，所述搅拌在加热的条件下进行，所述加热的温度为20～90℃。
14、进一步地，所述将钛源、铋源、钠源、醋酸、乙酰丙酮、水、n,n-二甲基甲酰胺和增粘剂混合的具体操作为：在加热搅拌的条件下将钠源置于水中，得到钠源溶液；在加热搅拌的条件下将铋源置于醋酸中，得到铋源溶液；将所述钠源溶液和铋源溶液混合，在混合溶液中加入钛源、n,n-二甲基甲酰胺和增粘剂，完成所有原料的混合；所述加热搅拌的温度均为20～90℃，转速均为300～900rpm。
15、进一步地，所述静电纺丝的条件包括：纺丝速率为0.1～3ml/h，电压为5～20kv，温度为20～50℃，湿度为20～50％，纺丝距离为5～20cm。
16、进一步地，所述热处理的温度为800～1200℃，时间为2～8h。
17、进一步地，所述热处理在空气气氛中进行。
18、本专利技术的技术方案之二：一种如上述制备方法制备得到的大长径比钛酸铋钠纳米线。
19、本专利技术的技术方案之三：一种上述大长径比钛酸铋钠纳米线在制备柔性电子产品中的应用。
20、本专利技术的专利技术构思：本专利技术先利用溶液法混合获得前驱液，然后通过静电纺丝技术合成纳米线，之后通过热处理除去增粘剂等杂质，得到最终的目标产物；利用本专利技术的制备方法制备所得的一维na0.5bi0.5tio3纳米线具有良好的结晶性、分散特性，具有大的长径比。本专利技术中加入的乙酰丙酮抑制钛酸四丁酯的水解，缩短了凝胶时间，导致钛酸铋钠纳米线更长；而溶剂n,n-二甲基甲酰胺可以增大纺丝溶液粘度和表面张力，使得纳米线直径减小，若是换成其他溶剂，比如乙醇作为溶剂的纺丝溶液粘度和表面张力都相对的减小，从而会导致纳米线直径的增大；加入适量的乙酸，可以平衡和稳定水解和聚合过程，从而改善了纳米线的表面形态。较大长径比的纳米线有助于提高材料的柔性，可作为新一代柔性电子产品的基础材料，使电子设备既具有柔软性又兼具耐高温的优点，使其成为柔性陶瓷纳米膜、高功率器件、电介质电容器等柔性电子产品的理想型候选材料。本专利技术的制备方法具有简单，易操作和控制的特点。
21、本专利技术公开了以下技术效果：
22、通过本专利技术的方法制备的钛酸铋钠纳米线长径比较大，柔性好，可用于制备柔性电子产品，比如用于制备柔性陶瓷纳米膜，应用领域广泛；
23、本专利技术使用的钛源、铋源和钠源来源广泛，较易获得，价格低廉；
24、本专利技术使用的增粘剂种类繁多，价格低廉且粘性效果好，有利于形成表面形貌较好的一维结构；
25、本专利技术通过静电纺丝法可实现钛酸铋钠纳米线的大量制备，且静电纺丝法具有简单、易操作和控制的特点，易于放大生产。
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1.一种大长径比钛酸铋钠纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛源包括钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸异丁酯、钛酸四乙酯和聚钛酸丁酯中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰丙酮、钠源、钛源、铋源、醋酸的质量比为1：(0.1～20)：(0.1～30)：(0.1～30)：(0.1～50)：(0.1～50)：(0.1～100)。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述增粘剂、钠源、钛源和铋源的质量比为1：(0.1～30)：(0.1～50)：(0.1～50)。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的条件包括：纺丝速率为0.1～3mL/h，电压为5～20kV，温度为20～50℃，湿度为20～50％，纺丝距离为5～20cm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为800～1200℃，时间为2～8h。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热处理在空气气
8.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的大长径比钛酸铋钠纳米线。
9.一种如权利要求8所述的大长径比钛酸铋钠纳米线在制备柔性电子产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种大长径比钛酸铋钠纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛源包括钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸异丁酯、钛酸四乙酯和聚钛酸丁酯中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水、n,n-二甲基甲酰胺、乙酰丙酮、钠源、钛源、铋源、醋酸的质量比为1：(0.1～20)：(0.1～30)：(0.1～30)：(0.1～50)：(0.1～50)：(0.1～100)。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述增粘剂、钠源、钛源和铋源的质量比为1：(0.1～30)：(0.1～50)：(...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐海萍，程彬，李冠，李洪飞，郭丽和，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：
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