[发明专利]复合纳米线及其制备方法

说明书

本发明复合纳米线及其制备方法，其中微纤阵列包括若干纳米微纤单元，纳米微纤单元包括PVP基体以及形成于PVP基体上的ATO@TiO₂导电粉，纳米微纤单元为ATO@TiO₂导电粉掺杂获得的PVP微纤，ATO@TiO₂导电粉为ATO纳米颗粒包覆TiO₂纳米线。本发明方案制备的纳米微纤阵列，取向性好，且具有良好的导电性，在抗静电、电磁屏蔽、特种导电等多方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，具体涉及一种复合纳米线及其制备方法。

背景技术

微流体纺丝技术是在传统湿法纺丝快速成型的基础上，结合微流体技术的层流效应，制备出微米级别纤维尺寸的技术。微流纺丝技术与传统的静电纺丝和湿法纺丝相比，不需要特定的环境和其他的要求，在正常环境中就可以进行纺丝，这种特点为一些特殊的材料生产提供了便利条件。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种人工合成的柔性长链非离子型高分子聚合物，对人体皮肤没有刺激，没有毒性，也没有气味，与水具有很好的相融性，基于种种优点，近几十年来，人们不断加对PVP应用范围的研究，PVP的制造技术也越发的成熟，在生物医疗领域有很广泛的研究。由于PVP是一种人工合成的高分子聚合物，经常与其他高分子共混制备复合纤维，以便于更好的应用于医学、生物等领域。

在传统的湿法纺丝、熔融纺丝、静电纺丝等工艺中都需要特定的环境和贵重的专用设备，而在制备微纤时对工艺、设备等的要求更高，从而导致了高昂的生产成本，同时由于相关工艺对控制因素的敏感性，导致相关工艺制备微纤的品质成型性不足。

发明内容

本发明公开的复合纳米线及其制备方法，通过采用微流体纺丝技术，提供了一种导电PVP复合纳米线及其制备方法，其制备效率高，成型效果好，从而获得了具有良好的普适性和推广性能。

本发明公开的复合纳米线，包括若干纳米微纤单元，纳米微纤单元包括PVP基体以及形成于PVP基体上的ATO@TiO₂导电粉，纳米微纤单元为ATO@TiO₂导电粉掺杂获得的PVP微纤，ATO@TiO₂导电粉为ATO纳米颗粒包覆TiO₂纳米线。

本发明公开的复合纳米线的一种改进，纳米微纤单元中ATO@TiO2导电粉的含量为20-30wt％。

本发明公开的复合纳米线的一种改进，ATO@TiO₂纳米线中包覆于TiO₂纳米线的ATO纳米颗粒的平均厚度为3-10nm。

本发明公开的复合纳米线的一种改进，ATO@TiO₂纳米线中包覆于TiO₂纳米线的ATO纳米颗粒的平均厚度为5nm。

本发明公开的复合纳米线的一种改进，ATO@TiO₂纳米线中Sn/Ti质量比为10-30％。

本发明公开的复合纳米线的一种改进，ATO纳米颗粒中Sb/Sn摩尔比为5-10％。

本发明公开的复合纳米线的制备方法，包括如下步骤：

取得微流体纺丝浆料；

在微流体纺丝设备中控制至少如下参数注射泵的推进速率、马达旋转速率和步进平移台的平移速度，进行微流体纺丝，获得复合纳米线。

本发明公开的复合纳米线的制备方法的一种改进，步进平移速度为1-8mm/min。

本发明公开的复合纳米线的制备方法的一种改进，控制纤维收集器的卷绕速度的电机转速为50r/min-300r/min。这里以宽度为26mm的平板接收器为例，等效卷收速度为2600mm-15600mm/min。