[发明专利]一种导电纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电纳米纤维膜及其制备方法，纤维膜以含钯聚丙烯腈PAN纳米纤维膜为载体，化学镀银，获得。本发明所述的制备方法能够通过调节工艺参数来改变纳米纤维膜的导电性和纳米纤维膜形貌。该制备方法新颖，工艺简单，调节灵活，重复率高，加工方便，柔性大且轻薄，尤其适合在智能纺织品领域的应用。

技术领域

本发明属于导电材料及其制备领域，特别涉及一种导电纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术

纳米纤维膜具有纤维尺度和结构形貌可控以及多孔结构的特点，能够大幅度的增加比表面积，如催化剂、传感器、过滤材料等。其中，导电纳米纤维材料兼具了纳米纤维自身特征和优良的导电性，能够满足某些特殊的性能要求，在心肌和神经组织工程、电传感器和电能存储等领域有突出的应用性能。

静电纺丝制得的高聚物纳米纤维一般来说是不导电的，这在一定程度上限制了其潜在的应用范围，而利用物理或化学的方法将纳米纤维金属化之后，可以将纳米纤维本身的优异性能与金属化导电纤维的性能相结合，改善了其导电性能的同时，也能改善抗菌性能、电磁屏蔽性能等。化学镀方法是一种将纳米纤维金属化的有效方法，经过预处理使表面有一定催化活性，再镀覆均匀的金属层，从而使纳米纤维金属化，一般有除油、粗化、敏化活化、化学镀四个步骤。

传统的导电纳米纤维材料是将导电添加物加入到制备前驱体纺丝液中，来实现复合材料的导电性。石胜伟将银纳米线和纳米纤维素溶液混合的纺丝液制得导电纳米纤维膜，改善了银纳米线自身的稳定性，而且保留了其较好的导电性和透光性。这种方法需要较多的导电添加物在纤维内形成连通路径，效率低且力学性能和生物相容性较差。近年来，纳米纤维材料表面吸附纳米导电添加物如碳纳米管和氧化石墨烯的制备方法出现。张晓慧通过还原氧化石墨烯制备纳米纤维膜，实现纳米纤维材料导电性改良的同时，可控地调节材料表面的纳米纤维形貌，在添加量较少的情况下具有优良的导电性，但是被动吸附的导电添加物总量有限，且单纯的吸附难以均匀分布，因此对于精准控制纳米纤维膜形貌和提升调整导电性方面有较多困难。

CN107541953A公开了一种复合导电纤维及其制备方法，包覆聚合物的纤维附着氯化钯后再沉积银，但是工艺操作繁琐需要两次化学镀才能具有较好导电性能和，而本发明处理的纳米纤维膜是在纺丝液中加入钯，活化剂含量少，分散均匀，实现在纳米纤维膜上均匀镀纳米银，具有较好的导电性和粘结性，而且无需两次沉积就能将纤维完全包覆，操作工艺要求简单，制备过程简便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种导电纳米纤维膜及其制备方法，克服现有技术化学镀银时钯用量大，镀银过程繁琐，镀银层不均匀的缺陷，同时提供一种使纳米纤维具有均匀导电性的方法。本发明中将纺丝液中微量的氯化钯作为纳米纤维的活化位点，来进行化学镀。

本发明的一种导电纳米纤维膜，所述纤维膜以含钯聚丙烯腈纳米纤维膜为载体，化学镀银，获得。

所述银在导电纳米纤维薄膜上的沉积量为2～5mg/cm²。

本发明的一种导电纳米纤维的制备方法，包括：

(1)配置含有钯盐、PAN的静电纺丝液，静电纺丝，得到含钯的PAN纳米纤维膜(即含有丰富活化中心的PAN纳米纤维膜)；

(2)将上述含钯的PAN纳米纤维膜浸渍还原液后，加入镀银液，超声条件下进行化学镀，洗涤，干燥，得到导电纳米纤维。

上述制备方法的优选方式如下：

所述步骤(1)中静电纺丝液具体为：将钯盐溶解在特定溶剂中，得到钯盐溶液，然后加入PAN，在50-70℃，500-1000rpm的转速下磁力搅拌4-8h，静置5-10min，脱除溶液中的气泡，得到均匀稳定的静电纺丝液。