复合材料负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极技术

本发明专利技术公开了一种复合材料负离子释放头及其制备方法。所述复合材料负离子释放头包括导电金属丝和复合材料层，复合材料层形成在导电金属丝表面上，并且由碳纳米材料和金属的复合材料形成。所述方法包括：采用含有金属离子的前驱体对碳纳米材料进行等离子体表面改性，得到碳纳米材料与金属的复合材料；将碳纳米材料与金属的复合材料溶解于水中，得到碳纳米材料与金属的复合材料水溶液；和将导电金属丝放入所述复合材料水溶液中，在导电金属丝表面沉积生长复合材料层，得到复合材料负离子释放头。还公开了一种负离子发生电极。本发明专利技术的复合材料负离子释放头能够产生高浓度的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，还可具有抑菌消毒等功能。

【技术实现步骤摘要】
复合材料负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极
本专利技术涉及负离子发生技术，具体涉及一种复合材料负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。
技术介绍
目前国内外最先进的负离子发生技术，基本上都是采用负高压源，将碳纤维制成放电电极，即负离子释放头。负离子释放头固定在金属杆上形成负离子发生电极。应用时将负离子发生电极接通高压电源，负离子释放头向周围的空间高速喷射载流子，载流子被空气离子迅速捕获，形成空气负离子，同时利用负电场的电势感应，将正离子中和还原，得到一个相对纯化的负离子场。这种碳纤维负离子释放头可以产生小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧、正离子等衍生物的产生。然而，目前市场上的碳纤维负离子释放头一般工作在8000V以上的负压下，才能保证负离子的释放浓度。如此高的负压不但成本高，危险系数高,而且产生臭氧、氮氧化物、电磁波以及静电污染的可能也高。此外，目前的碳纤维负离子释放头的功能单一，若在负离子释放头中引入其他材料可能会增加其功能性。但是，碳纳米材料在分散过程中极易团聚，掺杂其它材料的困难很大，并且制备过程复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种复合材料负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。本专利技术的方法，能够在负离子释放头中引入功能性金属，同时释放出较高浓度的负离子。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种复合材料负离子释放头，所述复合材料负离子释放头包括导电金属丝和复合材料层，所述复合材料层形成在所述导电金属丝表面上，所述复合材料层由碳纳米材料和金属的复合材料形成。在本专利技术的实施例中，所述金属可以选自铂、银、钛、铜和铁中的任意一种或多种。在本专利技术的实施例中，所述碳纳米材料可以选自碳纳米管、碳纳米线、富勒烯、富勒醇和石墨烯中的任意一种或多种。在本专利技术的实施例中，所述碳纳米材料与所述金属的质量比可以为250～1250:1，任选地为500～1000:1。在本专利技术的实施例中，所述复合材料层的厚度可以为2～10nm。第二方面，本专利技术提供了一种制备复合材料负离子释放头的方法，所述方法包括：采用含有金属离子的前驱体对碳纳米材料进行等离子体表面改性，得到碳纳米材料与金属的复合材料；将所述碳纳米材料与金属的复合材料溶解于水中，得到碳纳米材料与金属的复合材料水溶液；和将导电金属丝放入所述复合材料水溶液中，在所述导电金属丝表面沉积生长复合材料层，得到所述复合材料负离子释放头。在本专利技术的实施例中，所述采用含有金属离子的前驱体对碳纳米材料进行等离子体表面改性可以包括：采用氧化性等离子体对所述碳纳米材料进行氧化；将氧化后的碳纳米材料溶解在含有金属离子的前驱体的水溶液中，混合，得到负载有金属的碳纳米材料；和采用还原性等离子体对所述负载有金属的碳纳米材料进行还原。在本专利技术的实施例中，所述金属离子可以选自铂离子、银离子、钛离子、铜离子和铁离子中的任意一种或多种。所述含有金属离子的前驱体选自金属盐和氯铂酸中的任意一种或多种。在本专利技术的实施例中，所述氧化的条件可以包括：所述氧化性等离子体为氧等离子体，压力为10～35Pa，任选地为20～25Pa，反应时间为5～35min，任选地为15～30min。在本专利技术的实施例中，所述将氧化后的碳纳米材料溶解在含有金属离子的前驱体的水溶液中，混合，得到负载有金属的碳纳米材料可以包括：将氧化后的碳纳米材料与含有金属离子的前驱体的水溶液混合，超声处理；和将超声处理完毕的溶液进行抽滤、清洗、烘干以及研磨。在本专利技术的实施例中，氧化前的碳纳米材料与所述含有金属离子的前驱体的水溶液中的金属离子的质量比可以为50～250:1，任选地为100～200:1。在本专利技术的实施例中，所述含有金属离子的前驱体的水溶液的浓度可以为0.1～0.6mol/L。在本专利技术的实施例中，所述超声处理的时间为3～8h。在本专利技术的实施例中，所述还原的条件可以包括：所述还原性等离子体为氢等离子体和/或氨等离子体，压力为10～35Pa，任选地为20～25Pa；反应时间为5～35min，任选地为15～30min。在本专利技术的实施例中，在所述导电金属丝表面沉积生长复合材料层时采用的方法为垂直沉积法。在本专利技术的实施例中，所述垂直沉积法的条件可以包括：温度为50～120℃，任选地，温度为60～100℃；时间为15～31小时，任选地，时间为16～30小时。第三方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的复合材料负离子释放头。第四方面，本专利技术提供了一种负离子发生电极，所述负离子发生电极包括金属杆、导电固定装置和负离子释放头，所述负离子释放头通过所述导电固定装置固定在所述金属杆上，且所述负离子释放头与所述金属杆电连接，所述负离子释放头为如上所述的复合材料负离子释放头或通过如上所述的方法制备得到的复合材料负离子释放头。本专利技术的复合材料负离子释放头能够产生高浓度、小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧和氮氧化物等副产物的产生；而且，复合材料负离子释放头除了释放负离子，还可以具有其他功能，例如抑菌消毒、除污等；同时，复合材料负离子释放头的硬度较高，使用寿命长。本专利技术的制备复合材料负离子释放头的方法具有用时短、引入杂质少、产物活性较高、成本低的优点。附图说明图1为本专利技术实施例的负离子发生电极的结构示意图。图2为本专利技术实施例的制备复合材料负离子释放头的工艺流程图。附图中的标号表示：1-金属杆2-导电固定装置3-负离子释放头具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中所提及的压力均为表压。第一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料负离子释放头，所述复合材料负离子释放头包括导电金属丝和复合材料层，所述复合材料层形成在所述导电金属丝表面上，所述复合材料层由碳纳米材料和金属的复合材料形成。本专利技术实施例的复合材料负离子释放头由导电金属丝和沉积在导电金属丝上的复合材料层形成，导电金属丝和复合材料层都有利于形成负离子，而且金属的引入不会对负离子释放头的性能带来不利影响，可以产生高浓度、小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧和氮氧化物等副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料负离子释放头，其特征在于，所述复合材料负离子释放头包括导电金属丝和复合材料层，所述复合材料层形成在所述导电金属丝表面上，所述复合材料层由碳纳米材料和金属的复合材料形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料负离子释放头，其特征在于，所述复合材料负离子释放头包括导电金属丝和复合材料层，所述复合材料层形成在所述导电金属丝表面上，所述复合材料层由碳纳米材料和金属的复合材料形成。


2.根据权利要求1所述的复合材料负离子释放头，其中，所述金属选自铂、银、钛、铜和铁中的任意一种或多种；和/或
所述碳纳米材料选自碳纳米管、碳纳米线、富勒烯、富勒醇和石墨烯中的任意一种或多种；和/或
所述碳纳米材料与所述金属的质量比为250～1250:1，任选地为500～1000:1；和/或
所述复合材料层的厚度为2～10nm。


3.一种制备复合材料负离子释放头的方法，其特征在于，所述方法包括：
采用含有金属离子的前驱体对碳纳米材料进行等离子体表面改性，得到碳纳米材料与金属的复合材料；
将所述碳纳米材料与金属的复合材料溶解于水中，得到碳纳米材料与金属的复合材料水溶液；和
将导电金属丝放入所述复合材料水溶液中，在所述导电金属丝表面沉积生长复合材料层，得到所述复合材料负离子释放头。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述采用含有金属离子的前驱体对碳纳米材料进行等离子体表面改性包括：
采用氧化性等离子体对所述碳纳米材料进行氧化；
将氧化后的碳纳米材料溶解在含有金属离子的前驱体的水溶液中，混合，得到负载有金属的碳纳米材料；和
采用还原性等离子体对所述负载有金属的碳纳米材料进行还原；
任选地，所述金属离子选自铂离子、银离子、钛离子、铜离子和铁离子中的任意一种或多种；和/或
所述含有金属离子的前驱体选自金属盐和氯铂酸中的任意一种或多种。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述氧化的条件包括：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟华，徐冬，
申请(专利权)人：汉能移动能源控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11