复合奈米纤维及其制造方法

摘要

一种复合奈米纤维及其制造方法，以排列有序的微孔性薄膜为模板(template)，采用化学或物理方法制造一维方向(one-dimensional)复合奈米纤维(composite nanofiber)。具体而言，其制程是利用一种「二次模板」的观念，首先形成管状的第一奈米纤维沉积于模板中，而后再以此一中空奈米纤维为二次模板，于其内部形成第二奈米纤维，最后经过去除模板程序，即可得奈米级之复合纤维；此复合奈米纤维之电化学测试中展现高重量能量密度、高电流放电率和低不可逆电容量等优势，除了在锂离子电池上的应用之外，此复合奈米纤维可供广泛应用于薄膜电池(thin-film battery)、氢储存(hydrogenstorage)、分子筛滤(molecular sieving)、生物感应器(bio-sensor)、触媒载体(catalyst support)等领域。

主权项

1.一种复合奈米纤维制造方法,包含以下步骤:植入一第一前驱物于一薄膜模板之复数奈米级细孔中,形成管状之复数第一奈米纤维;将该薄膜模板舖设于一集电体(current collector)上;植入一第二前驱物于该第一奈米纤维内部形成复数第二奈米纤维;及移除该薄膜模板得到复数复合奈米纤维。2.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该薄膜模板系选自聚碳酸酯(polycarbonate,PC)薄膜与阳极氧化铝(anodic alumina,AA)薄膜的群组组合其中之一。3.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中形成该第一奈米纤维之方法系选自溶胶-凝胶(sol-gel)、化学含浸(chemical impregnation)、无电镀(electroless plating)、电化学沉积(electro-deposition)或回旋共振式电浆辅助化学沈积法(electron cyclotronresonance-chemical vapor deposition,ECR-CVD)的群组组合其中之一。4.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中形成该第二奈米纤维之方法,系采用选自溶胶-凝胶(sol-gel)、化学含浸(chemical impregnation)、无电镀(electroless plating)、电化学沉积(electro-deposition)或回旋共振式电浆辅助化学沈积法(electron cyclotron resonance-chemical vapor deposition,ECR-CVD)的群组组合其中之一。5.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该第一奈米纤维之厚度系透过对该第一前驱物之浓度控制达成。6.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该第一前驱物系选自高分子、无机物、金属氧化物、碳材的群组组合其中之一。7.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该第二前驱物系选自高分子、无机物、金属氧化物、碳材的群组组合其中之一。8.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该第一奈米纤维系选自Si与C的群组组合其中之一。9.如申请专利范围第1项所述复合奈米纤维制造方法,其中该第二奈米纤维系选自Si、Sn、Ni、Cu、AOx及SnMy的群组组合其中之一;其中,A=Si,Sn,Sb,Co,Cu,Fe,Ni,Zn;0