[发明专利]一种透明导电光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种透明导电光纤，包括裸光纤，裸光纤由纤芯和包裹于其外侧的皮层组成；其特征在于，在皮层的外侧还负载了一层透明导电氧化物纳米纤维膜；所述透明导电氧化物纳米纤维膜的成分是：金属氧化物SnO₂、CdO、In₂O₃、ZnO、Ga₂O₃、Cu₂O或SrTiO₄中的任意一种；或所述金属氧化物的任意掺杂体系，包括n型掺杂和p型掺杂。

2.一种透明导电光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取金属盐前驱体和高聚物溶于极性溶剂中，金属盐前驱体∶高聚物的质量比为1∶1；在室温下经8小时搅拌后，获得均一的纺丝溶液；

所述金属盐前驱体是指：与金属氧化物SnO₂、CdO、In₂O₃、ZnO、Ga₂O₃、Cu₂O或SrTiO₄相应的无机盐或有机盐中的任意一种，或所述金属盐前驱体的各种掺杂体系；所述高聚物是聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷或聚醋酸乙烯脂；

（2）由旋转式收集装置带动裸光纤稳定旋转，通过静电纺丝方法将纺丝溶液转化为纳米纤维并沉积在裸光纤外侧，形成前驱体纳米纤维膜；

所述裸光纤由纤芯和包裹于其外侧的皮层组成；

（3）将表面负载前驱体纳米纤维膜的光纤放入马弗炉中于500～800℃煅烧氧化2～3小时，去除前驱体纳米纤维膜中所含的高聚物成分；待马弗炉自然降温后，即得到表面负载透明导电氧化物纳米纤维膜的透明导电光纤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述极性溶剂是N,N-二甲基甲酰胺，水或乙醇。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在使用裸光纤之前，对裸光纤进行表面前处理，然后自然晾干备用；所述前处理包括下述4个步骤：

（a）将裸光纤放入去离子水中超声处理；

（b）将裸光纤放入40wt%的氢氧化钠水溶液中除油处理；

（c）将裸光纤放入纯氢氟酸中粗化处理；

（d）将裸光纤放入pH12的十二烷基苯磺酸钠氨水溶液中表面活化。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述旋转式收集装置是指由马达、传动装置及可调节夹具组成的静电纺丝收集装置，能夹持各种直径的裸光纤，并带动其在500～3000r/min转速范围内稳定旋转。

6.根据权利要求2至5任意一项中所述的方法，其特征在于，所述裸光纤是由普通石英光纤通过物理剥离、高温煅烧或化学腐蚀的方法去除其最外层的有机物涂覆层而获得。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述普通石英光纤是指纤芯直径小于1毫米、纤芯直径与包层外径比任意的单模石英光纤或多模石英光纤。