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专利号: 2019101056632
申请人: 武汉理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有同轴结构含零价铁纳米粒子的复合纳米纤维膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)将聚丙烯腈溶于有机溶剂中,搅拌均匀,得混合溶液I;将铁源溶于有机溶剂中,搅拌均匀,得混合溶液II;

2)将混合溶液I和混合溶液II静置脱泡,并分别置于注射器中,以混合溶液I为鞘层纺丝液,混合溶液II为芯层纺丝液,采用同轴静电纺丝仪进行静电纺丝制备纳米纤维复合膜;

3)将所得纳米纤维复合膜进行预氧化,并在还原气氛下进行煅烧得具有同轴结构含零价铁纳米粒子的复合纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、三甘醇中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铁源为三乙酰丙酮铁、四氧化三铁、氯化铁中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合溶液I中聚丙烯腈的浓度为

10~16wt%;混合液II中铁源的浓度为1~6wt%。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝工艺参数包括:纺丝温度为20~30℃,相对湿度为45~65%,纺丝正电压为6~10KV,负电压为0~-2.5KV;鞘层纺丝液的推注速度为0.04~0.08mm/min;芯层纺丝液的推注速度为0.01~0.02mm/min,接收距离为14~20cm。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述预氧化温度为250~280℃,时间为2~3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述还原性气氛为在氩氢气氛或一氧化碳氩气气氛,其中氢气或一氧化碳所占体积分数为5~10%。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧温度为500~600℃,时间为2~4h。

9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备的具有同轴结构含零价铁纳米粒子的复合纳米纤维膜,其特征在于,复合纳米纤维膜中的复合纤维表面光滑,直径均一,呈同轴结构,同轴纤维直径为390~680nm,外层为碳材料,芯层为零价铁纳米粒子,其中零价铁纳米粒子所占质量百分比为0.98~3.69%。