The invention provides a preparation method of flexible titanium dioxide/carbon composite porous nanofiber membrane material, which is characterized by: step 1: dissolving titanium source and polymer in organic solvent to obtain precursor solution; step 2: electrospinning the obtained precursor solution under electrostatic high pressure to obtain precursor nanofiber membrane on the receiving device; step 3: Flexible titanium dioxide/carbon composite porous nanofiber membranes were prepared by calcining precursor nanofiber membranes in inert gas atmosphere. The electrospinning process used in the invention is simple, the spinnable raw materials are extensive, the calcination temperature used for preparing flexible composite porous nanofibers is low, the calcination time is short, the preparation cost is greatly reduced, the production efficiency is improved, and the potential for large-scale production is realized.
【技术实现步骤摘要】
柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法
本专利技术属于新材料制备
,具体涉及一种基于静电纺丝工艺的柔性TiO2/C复合多孔纳米纤维膜材料的可控制备方法,此膜材料可用于柔性锂电池、光学催化、污水处理、空气净化等
技术介绍
TiO2是一种优良的半导体材料,在锂离子电池、染料敏化太阳能电池、光解制氢、空气净化、污水处理、自清洁等能源和环保领域具有广阔的应用前景。其中,TiO2在锂离子电池电极中的应用主要是通过浆料法将TiO2颗粒分散于电极中来实现。然而,应用浆料法制备的电极存在颗粒易团聚、电子电导率低、易失活等严重缺陷。将TiO2颗粒均匀分散并固定在碳纤维上可以有效解决TiO2颗粒易团聚的问题,并且可以提升TiO2的电导率。目前常规合成TiO2/C复合纤维的方法,主要有溶胶凝胶法、拉伸法、浸渍法等,均存在纤维较脆的问题,限制了其广泛应用。静电纺丝由于制造工艺简单、成本低廉、可纺原料较多等优点,已成为有效制备纤维材料的主要技术之一。特别是,静电纺纳米纤维的形貌和结构可控性强。中国专利CN102465442A公开了一种在碳纤维表面制备TiO2涂层的方法,以改善碳纤维与某些复合材料基体间界面浸润性和相容性问题。中国专利CN103696235A公开了一种碳纤维负载介孔TiO2的制备方法,以改善碳纤维复合材料的力学性能。中国专利CN104452268A公开了一种负载纳米TiO2的纤维制备方法,其中,复合纤维材料中TiO2含量为4.5%。上述在碳纤维表面进行TiO2涂层所实用的溶胶凝胶法,使得TiO2仅附着在碳纤维表面,粘附性较差,致使长期使用性能 ...
【技术保护点】
1.一种柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,包括:步骤1:将钛源与高分子聚合物溶于有机溶剂中,获得前驱体溶液;步骤2:将所得的前驱体溶液在静电高压下进行静电纺丝,于接收装置上得到前驱体纳米纤维膜;步骤3:将前驱体纳米纤维膜在惰性气体氛围保护下煅烧,得到柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料。
【技术特征摘要】
1.一种柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,包括:步骤1:将钛源与高分子聚合物溶于有机溶剂中,获得前驱体溶液;步骤2:将所得的前驱体溶液在静电高压下进行静电纺丝,于接收装置上得到前驱体纳米纤维膜;步骤3:将前驱体纳米纤维膜在惰性气体氛围保护下煅烧,得到柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料。2.如权利要求1所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料由纳米级别的连续纤维组成。3.如权利要求1所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,所述钛源和高分子聚合物的摩尔比为1~5∶0.00001~1。4.如权利要求1所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,所述的配制前驱体溶液的具体操作为:在15~40℃下将高分子聚合物溶解在有机溶剂中搅拌30~480min,然后加入钛源,搅拌20~360min混合均匀。5.如权利要求1所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维膜材料的制备方法,其特征在于,所述的钛源为氢氧化钛、硝酸钛、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯和钛酸四乙酯中的至少一种。6.如权利要求1所述的柔性二氧化钛/碳复合多孔纳米纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫建华,王啸,赵云,丁彬,李光,
申请(专利权)人:东华大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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