[发明专利]一种多级复合结构三维集流体及其制备方法

权利要求书

1.一种多级复合结构三维集流体，其特征在于，所述的三维集流体为三维基体/金属纳米颗粒/聚多巴胺复合结构的集流体，所述的三维基体上修饰有呈现梯度分布的金属纳米颗粒，并由聚多巴胺均匀包覆在外层。

2.根据权利要求1所述的多级复合结构三维集流体，其特征在于，所述的三维基体选自碳纤维纸或碳布。

3.根据权利要求1所述的多级复合结构三维集流体，其特征在于，所述的多级复合结构三维集流体通过离子溅射法和浸渍法制备得到。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多级复合结构三维集流体的制备方法，其特征在于，所述的三维集流体为三维基体/金属纳米颗粒/聚多巴胺复合结构的集流体，包括以下步骤：

（1）对三维基体进行预处理，去除三维基体表面的杂质；

（2）用离子溅射法对碳纤维纸进行修饰，使其具有梯度分布的金属纳米颗粒；

（3）配置Tris-HCl缓冲溶液，将多巴胺放入缓冲溶液中，并均匀搅拌，得到聚多巴胺溶液；

（4）将金属纳米颗粒修饰的三维基体浸入聚多巴胺溶液，使聚多巴胺均匀包覆三维基体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的三维基体选自碳纤维纸或碳布，对其进行预处理，去除其中的上浆剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将碳纤维纸裁成直径为10~16 mm的圆盘状，浸泡在丙酮中，常温静置6~12 h后超声处理20~60 min，然后分别用去离子水和无水乙醇重复洗涤三次，置入真空烘箱，40~80℃ 烘干6~8 h，即得到去除上浆剂的碳纤维纸。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的金属纳米颗粒选自金、银中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，离子溅射法的溅射电流为5～30 mA，优选15~25 mA；溅射时间为60~600 s，优选250~350 s。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，配置pH=8.5的Tris-HCl缓冲溶液，将多巴胺放入缓冲溶液并均匀搅拌 20~40 min，即得到聚多巴胺溶液。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，将金属纳米颗粒修饰的碳纤维纸放入聚多巴胺溶液中，均匀搅拌6~24h，再分别用去离子水和乙醇重复洗涤三次，放进真空烘箱中，设置温度为40~80℃ 并烘干6~24 h，即得到碳纤维纸/金纳米颗粒/聚多巴胺复合三维集流体。