[发明专利]一种银-碳芯壳催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种银-碳芯壳催化剂，包括芯材和包覆所述芯材的外壳；所述芯材为聚甲基丙烯酸甲酯基碳纤维；所述外壳包括聚丙烯腈基碳纤维和掺杂在所述聚丙烯腈基碳纤维中的银纳米颗粒；所述外壳具有孔隙。

2.根据权利要求1所述的银-碳芯壳催化剂，其特征在于，所述孔隙的尺寸≤40nm。

3.根据权利要求1所述的银-碳芯壳催化剂，其特征在于，所述银-碳芯壳催化剂中银纳米颗粒的含量为20～30wt.％。

4.根据权利要求1所述的银-碳芯壳催化剂，其特征在于，所述芯材的直径为200～400nm；

所述外壳的壁厚为50～100nm。

5.权利要求1～4任一项所述银-碳芯壳催化剂的制备方法，包括以下步骤：

提供聚丙烯腈-银混合溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液，所述聚丙烯腈-银混合溶液中含有聚丙烯腈和可溶性银盐；

以所述聚丙烯腈-银混合溶液为外壳纺丝液、以所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液为芯材纺丝液，进行同轴静电纺丝，得到芯-壳复合纤维；

将所述芯-壳复合纤维进行热处理，得到所述银-碳芯壳催化剂；

所述热处理包括：依次进行第一热处理和第二热处理；

所述第一热处理的气氛为空气气氛，所述第一热处理的温度为225～265℃，保温时间为4～5h；所述第二热处理的气氛为氮气，所述第二热处理的温度为700～900℃，保温时间为1～2h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈-银混合溶液中聚丙烯腈含量为10～12wt.％，可溶性银盐的含量为6～8wt.％；

所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液中聚甲基丙烯酸甲酯的含量为20～25wt.％。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述同轴静电纺丝中聚丙烯腈-银混合溶液的给进速率为10～13μL/min，聚甲基丙烯酸甲酯溶液的给进速率为8～10μL/min。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述同轴静电纺丝中的电压为15～20kV，针头与接收板的距离为15～20cm。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一热处理的温度由室温升温获得，升温至第一热处理的温度的速率为0.5～1.5℃/min；

所述第二热处理的温度由第一热处理的温度升温获得，升温至第二热处理的温度的速率为2～6℃/min。

10.权利要求1～4任一项所述银-碳芯壳催化剂或权利要求5～9任一项所述制备方法得到的银-碳芯壳催化剂作为正极催化剂在锂空气电池中的应用。