[发明专利]一种双层嵌套纳米纤维及其制备方法

摘要

本发明通过不同分子量的聚合物和金属盐配置成均一溶胶前驱液，采用高压静电纺丝技术获得纳米纤维，结合梯度热处理过程，获得高质量的收缩的可调内结构的纳米材料，巧妙利用两个阶段不同的升温速率控制复合纤维的分解过程，准确且方便的控制形成嵌套结构、并且双层均向内的形貌。

主权项

1.一种双层纳米纤维，其特征在于：纤维具有内外两层，所述纤维的制备方法为：1)分别称取0.3~1.5g的高分子量聚丙烯酰胺、0.78~1g的中分子量聚丙烯酰胺、0.4~0.8g的低分子量聚丙烯酰胺，及2~3mmol的金属盐和4~7mmol的沉淀剂同时加入28~39mL去离子水，然后放到70~88℃的恒温水浴锅中磁力搅拌6h使其全部溶解，形成透明的溶液；金属盐选自Mg、Al、Zn、Zr和Fe的硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、氯化物和草酸盐中的一种或多种；所述沉淀剂中选自磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、氨水、氟化铵、碳酸铵、碳酸氢铵和草酸中的一种或多种；2)将步骤1)前驱 体溶液加入到注射剂中，在正高压17~20kV，负高压‑1.1~1.9kV的条件下进行静电纺丝，用铝箔接收纳米纤维，针头与接收板的距离调整为13~18 cm，纺丝液推进速度1~1.5mL/h；3)对步骤2)获得的纳米纤维放置于120℃烘箱中干燥5h；4)将步骤3)中静电纺丝获得的复合物纳米纤维，在惰性气体气氛下先以20℃min‑1的升温速率升温到380℃，保温1.5h，再以2℃min‑1的升温速率升温到550℃并保温4h，即可得到由微小的纳米颗粒组成的嵌套纳米纤维；得到的纳米纤维长为5～15μm，由内外两个层嵌套而成，层与层之间为空心结构，外层直径为200～400 nm，内层的直径为80～120nm，内外层间距为40～70 nm，层壁厚度 20～30 nm。