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专利号: 2017100898278
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氮掺杂石墨化碳/过渡金属氧化物纳米复合材料制备方法,其特征在于具体制备工艺步骤为:

(1)以甲壳胺CTS为有机前体:首先以CTS为有机前体和结构导向剂,向250mL重量百分比浓度为0.2-3%的醋酸水溶液中加入1.0-3.0g的CTS固体,充分搅拌至完全溶解;

(2)加入过渡金属盐:然后溶液中加入6-24mmol二价过渡金属盐和3-12mmol三价过渡金属盐,充分搅拌至完全溶解,过渡金属为Co-Fe、Ni-Fe、Co-Al和Ni-Al中任意一组,在溶液中阳离子总浓度Ccations为0.03-0.12mol/L条件下进行共沉淀反应,其中,二价、三价阳离子物质的量之比nM2+:nM3+为2:1;

(3)加入沉淀剂:接着溶液中滴加沉淀剂,沉淀剂为50mL的0.36-2.88mol/L的氢氧化钠水溶液,在70℃搅拌条件下反应15h进行共沉淀反应;其中nOH-/(nM2++nM3+)=2.0-4.0;调节反应液pH值在8.5-10.0之间;

(4)制备中间产物:反应结束后分别用水和乙醇依次进行三次以上的抽滤洗涤,在70℃条件下真空干燥6h,制得中间产物备用;

(5)煅烧:最后将步骤(4)制得的中间产物置于瓷舟中放入石英管式炉,调整氩气流量为150cm3/min,通气0.5h以排除管式炉中的空气,然后将氩气流量调为100cm3/min,以5℃/min的升温速率升温至200℃并恒温1h,再以相同的升温速率升温至600℃,恒温2h后关闭热源,待管式炉冷却到室温,关闭氩气源,为使金属元素充分氧化,在空气气氛中,以5℃/min的升温速率再次加热至250℃,恒温12h,实现氮掺杂石墨化碳/过渡金属氧化物纳米复合材料的制备。

2.如权利要求1所述的氮掺杂石墨化碳/过渡金属氧化物纳米复合材料制备方法,其特征在于步骤(1)中选用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和CTS混合物为结构导向剂,CTS质量为0.5-1.5g,控制反应物配比nFe3+/nSDBS为4:1。

3.如权利要求1所述的氮掺杂石墨化碳/过渡金属氧化物纳米复合材料制备方法,其特征在于采用该制备方法所制备的产物中以氮掺杂石墨化碳/过渡金属氧化物纳米复合材料能够用于制备超级电容器电极。