[發明專利]一種鑭鈷氧系納米復合纖維膜及其應用方法

有效

• 申請號: 202010146568.X
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111342064B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 李雙壽;張琦;湯彬;白旭明;韓湛然;陳卓凡;王海燕;姚啟明;王健美
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M12/08;H01G11/46;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種鑭鈷氧系納米復合纖維膜，其特征在于，所述纖維膜采用靜電紡絲技術制備出負載高催化活性LaCo_1-xM_xO₃納米晶的高分子纖維膜，其中M= V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu，所述纖維膜包括均勻分散的催化材料和交錯的網狀纖維，附著于催化材料和高分子纖維膜上的導電材料增強了催化材料的化學活性和載流子的傳輸能力；

所述纖維膜的制備方法包括使用LaCo_1-xM_xO₃催化材料配制靜電紡絲使用的溶液，靜電紡絲制備納米復合纖維膜，直接噴絲于剛性、柔性、曲面基底表面，成膜后低溫鈍化處理；所述靜電紡絲使用的溶液包括以下組分：

LaCo_1-xM_xO₃催化材料 5-100重量份

導電材料 1-10重量份

高分子聚合物 10-200重量份

溶劑 70-350重量份；或者，

所述纖維膜的制備方法包括制備含有La源、Co源和M源的靜電紡絲使用的前驅體溶液，靜電紡絲制備納米纖維膜，直接噴絲于耐高溫剛性、柔性、曲面基底表面，成膜后低溫預處理，高溫燒結步驟；所述含有La源、Co源和M源的靜電紡絲使用的前驅體溶液包括以下組分：

La源、Co源、M源 1-10重量份

導電材料 0.1-2重量份

高分子聚合物 5-50重量份

溶劑 100-500重量份

其中，所述的La源、Co源、M源各組分的量按照La、Co、M的化學計量比配置；

所述導電材料包括導電石墨、碳納米球、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、納米銀、納米銅、納米鎳、鎂基非晶合金中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述鑭鈷氧系納米復合纖維膜，其特征在于，所述纖維膜制備方法過程中電壓為10-20 kV、噴射速度為0.1-5 mm/min；所述成膜后低溫鈍化處理的過程中，溫度為20-300℃、處理時間為0.5-12 h，氣氛為空氣、氬氣或氮氣中的一種。

3.根據權利要求1所述鑭鈷氧系納米復合纖維膜，其特征在于，所述纖維膜制備方法中所述的La源為La(NO₃)₃、LaCl₃、La(CH₃COO)₃、La₂(SO₄)₃、La₂O₃中的一種或幾種；Co源為Co(NO₃)₂、CoCl₂、Co(CH₃COO)₂、CoSO₄、CoO中的一種或幾種；M源為M(NO₃)₂、MCl₂、M(CH₃COO)₂、MSO₄、MO中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述鑭鈷氧系納米復合纖維膜，其特征在于，所述纖維膜制備方法過程中電壓為10-20 kV、噴射速度為0.1-5 mm/min；成膜后低溫預處理的過程中溫度為20-300℃、時間為0.5-12 h、氣氛為空氣；高溫燒結的過程中溫度為500-1000 ℃、升溫速率為3-10 ℃/min、時間為2-12 h、氣氛為氬氣或氮氣。

5.根據權利要求1所述鑭鈷氧系納米復合纖維膜，其特征在于，所述高分子聚合物為聚丙烯腈、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯中的一種或幾種。