[發明專利]一種多孔復合納米纖維及其制備及電極

在審

• 申請號: 201611115003.5
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108166091A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 王素力;孫瑞利;孫公權
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: D01F6/52
• 分類號: D01F6/52;D01F6/50;D01F1/10;D01D5/00;H01M8/0241;H01M8/1018;H01M8/1023
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種多孔復合納米纖維，其特征在于：所述復合納米纖維由高分子聚合物和金屬的材料復合而成，其中金屬于復合納米纖維中的質量含量為10-85％，較優為50-85％，最優為60-85％。

2.一種多孔復合納米纖維，其特征在于：所述復合納米纖維由高分子聚合物、金屬材料和離子聚合物復合而成，所述離子聚合物于復合納米纖維中的質量含量為0.1-30％，較優為4-30％，最優為10-25％；高分子聚合物的質量含量為10-60％，優選20-40％，最優為25-40％。

3.如權利要求1或2所述多孔復合納米纖維，其特征在于：所述復合納米纖維呈疏松多孔結構；所述復合納米纖維的直徑為100-1000nm，長度為1μm以上；所述復合納米纖維上的孔直徑為10-100nm，孔隙率為20-85％。

4.如權利要求1或2所述多孔復合納米纖維，其特征在于：所述復合納米纖維中的金屬為鉑、金、銀、鎳、鈷、釕、鐵中的一種或兩種以上的合金；所述高分子聚合物為聚丙烯酸、聚丙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或兩種以上的混合物。

5.如權利要求2所述多孔復合納米纖維，其特征在于：所述離子聚合物為Nafion、有機磷酸中的一種；所述離子聚合物均勻分布于纖維中。

6.一種權利要求1-5任一所述多孔復合納米纖維的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

(1)采用靜電紡絲的方法將含有溶劑、高分子聚合物、金屬前體的靜電紡絲液紡制成絲，得復合納米纖維前體；或，采用靜電紡絲的方法將含有溶劑、離子聚合物、高分子聚合物、金屬前體的靜電紡絲液紡制成絲，得復合納米纖維前體；

(2)采用還原技術對步驟(1)所得復合納米纖維前體進行還原處理，得復合納米纖維；

(3)采用電化學方法對步驟(2)所述復合納米纖維進行處理，得多孔復合納米纖維。

7.如權利要求6所述多孔復合納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述電化學方法為于60-90℃條件下采用恒電位法或循環伏安法對復合納米纖維進行處理；所述恒電位法處理的電位相對于標準氫電極為0.5V-0.8V，處理時間為1000-6000s；所述循環伏安法處理的電化學掃描范圍相對標準氫電極為0-1.2V，掃描圈數為1000-6000圈。

8.如權利要求6所述多孔復合納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述溶劑水、乙醇、異丙醇的一種或者兩種以上的混合液；所述高分子聚合物為聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一種或者兩種以上的混合物；所述金屬前體為含鉑、金、銀、鎳、鈷、釕、鐵中的一種或者兩種以上的可溶性鹽或酸中的一種或者兩種以上；所述高分子聚合物于溶劑中的濃度為1-5％。

9.如權利要求6所述多孔復合納米纖維的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述還原技術為化學還原、電化學還原、電子束還原、輻射還原中的一種或者兩種以上。

10.一種采用權利要求1-5任一所述多孔復合納米纖維制得的電極，其特征在于：所述電極為以氣體擴散層或電解質膜為靜電紡絲收集器基底收集靜電紡絲法制得的復合納米纖維前體后經還原處理和電化學處理后得到權利要求1-5任一所述的復合納米纖維。