[发明专利]过渡金属氧化物纳米材料覆盖的机能性纤维毡及其制备方法

权利要求书

1.一种过渡金属氧化物纳米材料覆盖的机能性纤维毡，其特征在于：包括过渡金属纳米颗粒和碳纤维，所述过渡金属纳米颗粒均匀分布于碳纤维表面，过渡金属纳米颗粒的粒径为40—70纳米，碳纤维的粒径为0.8-1.3微米。

2.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物纳米材料覆盖的机能性纤维毡，其特征在于：所述过渡金属可为二氧化锰或四氧化三钴。

3.一种如权利要求1所述的过渡金属氧化物纳米材料覆盖的机能性纤维毡的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）以易容于有机溶剂的聚合物作为成纤基质，将过渡金属纳米颗粒与聚合物配制成共混纺丝原液；

（2）将上述纺丝原液部分吸入溶液储存器即注射器，用削平的注射针头作为喷射细流的毛细管，进行高压静电纺丝，控制注射流速为0.8～1.5mL·h^－1，可转动的接受基板离喷丝口距离为10～15 cm，该注射针头沿着可注射转动基板轴线方向移动，电压为8～15 kV，环境温度为15～30 ℃，环境湿度为50～75％时；然后于室温下真空干燥20-30小时，即制得纤维毡； 

（3）将上述纤维毡在弱还原气氛N₂中，在500-600 ℃煅烧50—70分钟，制得过渡金属纳米颗粒覆盖的纤维毡。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中使用的有机溶剂为乙醇和丁醇，两者的体积比为1：2；所使用的聚合物为聚乙烯醇缩丁醛（PVB），其分子量为7000-11000。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中的配置方式为：将3--4g PVB加入乙醇和丁醇混合液，混合液体积为30--40 mL，加入0.04-0.06 g 鱼油作为分散剂，用磁力搅拌器搅拌3-5小时；将所制的过渡金属纳米颗粒加入聚合物溶液，通过行星搅拌器，搅拌4-6次，每次搅拌中的转速为1000-1200/分钟，时间为20-25分钟,得到纺丝原液。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述静电纺丝系统中的环境温度和环境湿度由设备底部的输气系统和设备顶部的抽气系统控制。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中使用的可转动的接受基板为铝制薄膜，其表面覆盖了一层陶瓷层。