[发明专利]一种制备NiO@SiO2@TiO2同轴三层纳米电缆的方法

权利要求书

1.一种制备NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆的方法，其特征在于，使用同轴静电纺丝技术，喷丝头由三个截平的不同直径的注射器针头套在一起组成的同轴三层喷丝头，制备产物为NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆，即芯层@中间层@壳层结构，芯层为NiO，中间层为SiO₂，壳层为TiO₂，其步骤为：

(1)配制纺丝液

高分子模板剂采用聚乙烯吡咯烷酮PVP，镍源使用四水醋酸镍Ni(CH₃COO)₂·4H₂O，硅源使用正硅酸乙酯(C₂H₅O)₄Si，钛源使用钛酸丁酯Ti(OC₄H₉)₄，溶剂采用无水乙醇CH₃CH₂OH和N，N-二甲基甲酰胺DMF，冰醋酸CH₃COOH为添加剂，将Ni(CH₃COO)₂·4H₂O和PVP加入到DMF中，室温下磁力搅拌6h，并静置3h，即形成芯层纺丝液，芯层纺丝液中各物质的质量百分数为：Ni(CH₃COO)₂·4H₂O为7％，PVP为11％，DMF为82％，将(C₂H₅O)₄Si和PVP加入到CH₃CH₂OH中，室温下磁力搅拌6h，并静置3h，即形成中间层纺丝液，中间层纺丝液中各物质的质量百分数为：(C₂H₅O)₄Si为31％，PVP为17％，CH₃CH₂OH为52％；将Ti(OC₄H₉)₄、PVP和CH₃COOH加入到CH₃CH₂OH中，室温下磁力搅拌6h，并静置3h，即形成壳层纺丝液，壳层纺丝液中各物质的质量百分数为：Ti(OC₄H₉)₄为20％，PVP为8％，CH₃COOH为18％，CH₃CH₂OH为54％；

(2)制备[Ni(CH₃COO)₂+PVP]@[(C₂H₅O)₄Si+PVP]@[Ti(OC₄H₉)₄+CH₃COOH+PVP]前驱体复合电缆

喷丝头由三个截平的不同直径的注射器针头套在一起组成的同轴三层喷丝头，芯层喷头为截平后的5#不锈钢针头，外径为0.5mm，内径为0.232mm，中间层喷头为截平后的12#不锈钢针头，外径为1.2mm，内径为0.790mm，壳层喷头为截平后的兽用注射器针头，外径为3.6mm，内径为2.0mm，将配制好的芯层纺丝液加入到内管中，中间层纺丝液加入到中间管中，壳层纺丝液加入到外管中，调节芯层喷头、中间层喷头和壳层喷头的间隙以保证各层纺丝液顺利地流出，采用同轴静电纺丝技术，采用竖喷方式，喷头与水平面垂直，施加电压为17kV，喷头到接收屏铁丝网的固化距离为15cm，室内温度21℃～25℃，相对湿度为50％～62％，随着溶剂的挥发，在作为负极的铁丝网上就可以收集到[Ni(CH₃COO)₂+PVP]@[(C₂H₅O)₄Si+PVP]@[Ti(OC₄H₉)₄+CH₃COOH+PVP]前驱体复合电缆；

(3)制备NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆

对所获得的[Ni(CH₃COO)₂+PVP]@[(C₂H₅O)₄Si+PVP]@[Ti(OC₄H₉)₄+CH₃COOH+PVP]前驱体复合电缆进行热处理，升温速率为1℃/min，在800℃保温8h，然后以1℃/min的速度降至200℃后自然冷却至室温，至此得到NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆。

2.根据权利要求1所述的一种制备NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆的方法，其特征在于，高分子模板剂为分子量Mr＝90000的聚乙烯吡咯烷酮。