[发明专利]一种珠链状CuMn2O4/ZnO复合纤维的制备方法及所得产品

说明书

本发明公开了一种珠链状CuMn₂O₄/ZnO复合纤维的制备方法及所得产品，步骤为：将DDAB和EDTA溶于乙醇和丙三醇的混合溶剂中，然后加入Zif‑8纳米颗粒，搅拌均匀，得Zif‑8溶液；将Zif‑8溶液缓慢滴加到铜盐、锰盐和PVP配制成的溶液中，得到前驱体纺丝液，经静电纺丝与热处理，得最终产品。本发明首次将表面修饰的Zif‑8纳米颗粒引入静电纺丝技术制备CuMn₂O₄/ZnO复合纤维的领域中，通过设计和配制前驱体纺丝液体系，有效调控了复合纤维的微观形貌。本发明反应进程易于控制，操作过程简便，重复性好，得到的产物微观结构特殊，产量大，具有优异的物化特性，在光催化、气敏等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种CuMn₂O₄/ZnO复合纤维的制备方法，具体涉及一种尺寸可调的珠链状CuMn₂O₄/ZnO复合纤维的制备方法及所得产品。

背景技术

近年来，具有尖晶石结构（AB₂O₄）的多元化合物广泛应用于催化、储能、锂电池、敏感元件等方面，成为人们重点研究的一类功能性材料。AB₂O₄型化合物中A、B位金属阳离子的选择多种多样，晶体结构的差异通常会在光、电、磁、热等激发诱导下引起物化性能的显著变化，展示出较好的应用前景。例如，尖晶石型化合物具有禁带较窄、响应可见光、重复利用率高、光电转换效率好等优点，在光催化降解有机物、光催化产氢、光电转换器件等领域潜力巨大，有可能研发得到高效、稳定的光催化剂材料。

CuMn₂O₄是一种典型的尖晶石型化合物，在CO催化氧化、太阳能吸收、光催化产氢等领域引起了国内外学者的研究兴趣。目前，关于精细调控CuMn₂O₄微观结构的研究较少，大都集中于利用常见的高温固相烧结法、水热反应法、溶胶凝胶法等方式制备球形颗粒、棒状材料和陶瓷薄膜等。例如，“Y. Bessekhouad, M. Trari, Int. J. Hydrogen Energy, 2002,27, 257-362”以氧化铜、氧化锌和氧化锰为原料，混合并压成球状结构，采用高温烧结法在空气气氛中烧结得到了尺寸不同的CuMn₂O₄纳米颗粒，发现其具有优异的光催化产氢特性；“P.J. Ma, Q.F. Geng, X.H. Gao, T.H. Zhou, S.R. Yang, G. Liu, Ceram. Int.,2016, 42, 19047-19057”以硝酸铜和硝酸锰为原料，通过溶胶凝胶浸涂法和退火工艺制备了具有不同厚度的CuMn₂O₄陶瓷薄膜，研究发现其展示出优异的太阳能吸收性能。制备技术的匮乏已经导致CuMn₂O₄微纳米材料的实际应用受到了极大的限制，积极探索CuMn₂O₄微纳米材料的合成新工艺，具有重要的科学和实际价值。