[发明专利]一种pAg-SiO2

说明书

本发明公开了一种pAg‑SiO₂f一维多孔复合材料及其制备方法与应用，属于电化学功能材料技术领域；复合材料从内到外依次包括骨架层、金属银层、SiO₂基纤维层及金属银层；制备方法为：以骨架层为收集模板静电纺丝得到热塑性弹性纤维，依次浸渍于银离子溶液和还原剂溶液中，然后以此为收集模板，对含有硅源的可纺前驱体溶胶进行静电纺丝，之后涂覆PVA，并静电纺丝收集热塑性弹性纤维，之后依次浸渍于银离子溶液和还原剂溶液中，然后退火；本发明提供的复合材料中银纳米粒子掺杂浓度高，具有较高的电导率，并且具有连通多孔结构，比表面积和孔容积高，作为高性能电化学功能材料有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于电化学功能材料技术领域，具体涉及一种pAg-SiO₂f 一维多孔复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

多孔金属通常比致密金属具有更好的物理化学性质，例如更高的比表面积、高的通透性、高的吸附性、高的导电导热性、相对低的密度和结构灵活可调等特点。因此，多孔金属在许多领域中有广阔的应用前景。目前，多孔金属的应用领域主要有催化、传感、储能、仿生材料等。

在导电材料中，银单质作为一种良好的金属导电材料，其理论电阻率为1.59×10^-9Ω·m，具有优异的延展性和抗腐蚀性。多孔金属银(pAg)有着大的比表面积、高孔隙率以及连通的孔洞结构，在表面增强拉曼散射、催化、电容器等领域都有着重要应用。

SiO₂本身是一种绝缘性很高的无机材料，多孔SiO₂基材料的高比表面积、大孔体积、丰富的孔道结构、稳定的骨架结构等特点，使其在众多领域中均展现出优异的应用性能。然而当前所制备的多孔 SiO₂基材料普遍以单分散的微/纳米颗粒为主，由于颗粒间缺乏牢固的相互间作用力，导致其在空气介质中使用时存在易脱落、脆性大、不耐振动等问题。

传感器技术作为获取外界信息的重要工具，是现代信息技术的重要组成部分，是衡量现代信息技术发展水平的重要标志。随着对信息获取量的增加和精准性要求的不断提高,对传感器技术的要求也越来越高。而传感器技术水平的高低主要取决于各种敏感器件性能。当前, 国内外对传感器的研究与开发都非常重视，尤其是对新型信息功能材料的研发以及传感器的集成化、智能化等方面的探索研究正如火如荼地展开。但是，目前尚未发现以静电纺丝技术制备同时含有多孔金属银及SiO₂基纤维的层状一维复合材料并将其用作传感器的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种pAg-SiO₂f 一维多孔复合材料及其制备方法与应用。本发明的首要目的在于提供一种pAg-SiO₂f一维多孔复合材料，该复合材料的银纳米粒子掺杂浓度可以高达80wt％以上，电导率高达2702S/cm，并且具有连通多孔结构，比表面积和孔容积分别达到了305.068m²/g和 0.4183mL/g，作为高性能电化学功能材料有良好的应用前景；本发明的另一目的在于提供一种PAg-SiO₂f一维多孔复合材料的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述PAg-SiO₂f一维多孔复合材料作为传感材料的应用，该新型电容式传感器是一维线状的，具有较高的长径比，能实现远距离检测，安全性较高，其细长型的结构能够探测非开放型密闭容器所存放的溶液类型和液位。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种pAg-SiO₂f一维多孔复合材料，包括SiO₂基纤维及金属银；所述复合材料为层结构，从内到外依次包括骨架层、金属银层、SiO₂基纤维层及金属银层。

优选的，所述骨架层为不锈钢丝，所述SiO₂基纤维的宽度为2～ 4μm；所述金属银为具有连通多孔结构的微纳米级金属银。