[发明专利]表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料，其特征在于：它由导电纳米纤维多孔膜和负载于所述导电纳米纤维多孔膜表面的纳米金属颗粒组成，所述导电纳米纤维多孔膜由碳纤维三维网络骨架及包覆于所述碳纤维三维网络骨架表面的石墨烯层组成，所述碳纤维三维网络骨架由微米碳纤维基材与负载于所述微米碳纤维基材表面的纳米碳纤维涂层组成；其中，所述微米碳纤维基材由编织布碳化热解而得，所述纳米碳纤维涂层由涂覆于所述编织布表面的纳米纤维碳化热解得到；

所述纳米金属颗粒中的金属原子与所述导电纳米纤维多孔膜中的碳原子或氮原子在高温条件下合金化形成金属原子-碳/氮原子的固溶体；所述纳米金属颗粒包括银、金、铂、铜、铁、钯单质金属中的至少一种，所述纳米金属颗粒的形态为球形、多面体、棒状及不规则形状中的任意一种。

2.根据权利要求1所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料，其特征在于：所述石墨烯层由沉积在纳米纤维表面的聚多巴胺碳化热解得到。

3.一种权利要求1所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料的制备方法，它包括将纳米纤维悬浮液涂覆于编织布的表面，得到纳米纤维多孔基膜，在所述纳米纤维多孔基膜表面沉积聚多巴胺得到聚多巴胺改性的纳米纤维多孔膜，及对聚多巴胺进行化学改性后得到表面接枝化学改性基团的纳米纤维多孔复合膜，还包括将所述表面接枝化学改性基团的纳米纤维多孔复合膜置于采用稳定剂修饰的纳米金属颗粒悬浮液中进行吸附反应，得到负载纳米金属颗粒的纳米纤维多孔复合膜，将所述负载纳米金属颗粒的纳米纤维多孔复合膜进行高温碳化，即得到表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料。

4.根据权利要求3所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料的制备方法，其特征在于：将所述负载纳米金属颗粒的纳米纤维多孔复合膜置于600~1000℃下的惰性气氛中进行碳化处理1~5小时，降温冷却至室温后取出，得到表面负载金属纳米材料的导电纳米纤维多孔膜材料。

5.根据权利要求3或4所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料的制备方法，其特征在于：所述表面接枝化学改性基团的纳米纤维多孔复合膜的表面电荷与纳米金属颗粒悬浮液的表面电荷正负性相反。

6.根据权利要求3或4所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料的制备方法，其特征在于：对聚多巴胺进行化学改性的具体过程如下：将聚多巴胺改性的纳米纤维多孔膜置于化学改性剂水溶液中，反应得到表面接枝化学改性基团的纳米纤维多孔复合膜，所述化学改性剂包括包含有多胺基、多亚胺基、多羧基、多酚羟基中至少一种基团的化合物。

7.根据权利要求3或4所述表面负载纳米金属颗粒的导电纳米纤维多孔膜材料的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为海藻酸钠。