[發明專利]一種柔性三維磁性納米纖維材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011493490.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112695452A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 程志強;蔡川;李士軍;趙春莉;劉文叢;于曉斌;姜秋實
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學
• 主分類號: D04H1/43
• 分類號: D04H1/43;D04H1/728;D06C7/04;D01F6/54;D01F1/10
• 代理公司: 吉林省中玖專利代理有限公司 22219
• 代理人: 李泉宏

1.一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

第一步：紡絲溶液配制，在二甲基甲酰胺中加入聚丙烯腈粉末，并攪拌至完全溶解，得到PAN溶液；然后再加鐵鹽并繼續攪拌至充分溶解，得到均勻、穩定的紡絲溶液；

第二步：在15-30℃及相對濕度20-50％的條件下，將上述紡絲溶液進行靜電紡絲，獲得具有三維結構的前驅體纖維膜，并將前驅體纖維膜在40～90℃下干燥5～12h；

第三步：在惰性氣體氛圍下，將第二步得到的具有三維結構的前驅體纖維膜經過預氧化，并經過碳化處理后得到柔性三維磁性納米纖維材料，纖維直徑在600～800nm。

2.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第一步中紡絲溶液中聚丙烯腈的質量分數為10～18％，聚合度為80000-250000；鐵鹽的質量分數為1～6％。

3.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第一步中加熱攪拌溫度均為50℃，攪拌速度為240rpm，加入鐵鹽前的攪拌時間為4-7h，加入鐵鹽后攪拌的時間為10-24h。

4.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第一步中鐵鹽為氯化鐵，硫酸鐵或硝酸鐵中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第二步中靜電紡絲工藝參數為：電壓15～25kV，喂液速率為0.4～1.5mL/h,接收裝置和噴頭之間的距離為10～30cm。

6.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第三步中預氧化具體參數為：溫度為180～260℃，保溫時間為1～2h，升溫速率為1～15℃/min。

7.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第三步中碳化處理具體參數為:溫度為800～1150℃，惰性氣體為：氮氣或氬氣，保溫時間0.5～2h，升溫速率為1～10℃/min。

8.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第三步中碳化處理得到磁性納米纖維材料是指四氧化三鐵/碳納米纖維材料。

9.根據權利要求1所述的一種柔性三維磁性納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述的第三步中碳化處理得到磁性納米纖維材料的密度為5-15mg/cm³，比表面積為400-700m²/g，平均孔徑為0.5-3um。

10.一種如權利要求1～9任意一項所述方法制備得到的柔性三維磁性納米纖維材料。