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专利号: 2019103256898
申请人: 天津工业大学
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:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,该复合电极由以下制备方法得到:(1)配置酚醛树脂纺丝原液;

(2)将酚醛树脂纺丝原液经过静电纺丝、固化、碳化得到酚醛树脂基纳米碳纤维;

(3)将所述酚醛树脂基纳米碳纤维放入4-6mol/L的盐酸溶液中浸泡3-5h后,冲洗干净,得到活化后的酚醛树脂基纳米碳纤维;

(4)将活化后的酚醛树脂基纳米碳纤维浸入水热反应液中,在100-150℃条件下反应

12-36h,得到酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合材料的前驱体;所述水热反应液是将六水合硝酸钴、六水合硝酸镍、尿素溶于去离子水中,磁力搅拌10-20min得到,其中所述六水合硝酸钴、所述六水合硝酸镍、所述尿素的摩尔比为(1-3):1:4;

(5)将所述酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合材料的前驱体以3-5℃/min升温至200-

400℃焙烧,恒温60-180min后,得到酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极。

2.根据权利要求1所述的一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,步骤(1)中所述配置酚醛树脂纺丝原液的具体步骤如下:(a)将苯酚、催化剂NaOH及粘结剂聚乙烯醇混和,其中苯酚、NaOH、聚乙烯醇的质量比为(280-320):25:126;升温至90-100℃,恒温50-70min后加入甲醛,而后恒温50-70min,再次加入甲醛,继续再恒温160-260min,其中甲醛与苯酚的摩尔比为3.5:1-4.5:1,反应结束后将产物冷却至室温,得到酚醛树脂;

(b)将得到的酚醛树脂配成质量百分数为15%-20%的水溶液,即得到酚醛树脂纺丝原液。

3.根据权利要求2所述的一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,步骤(a)中两次加入甲醛的质量比为(3-5):1。

4.根据权利要求1所述的一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,步骤(2)中所述静电纺丝的过程为将酚醛树脂纺丝原液在纺丝电压为18KV-28KV,纺丝距离为15-30cm的条件下进行纺丝,得到初纺纤维。

5.根据权利要求1所述的一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,步骤(2)中所述固化的过程为将静电纺丝得到的初纺纤维在空气中静置1-5天,在100-200℃下固化1-3h。

6.根据权利要求1所述的一种酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极,其特征在于,步骤(2)中所述碳化的过程为在惰性气体保护下,以1-3℃/min升温至700-900℃,恒温30-

90min,由此得到酚醛树脂基纳米碳纤维。

7.一种如权利要求1-5中任一项所述酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极的制备方法,其特征在于,该方法按照以下步骤进行:(1)配置酚醛树脂纺丝原液;

(2)将酚醛树脂纺丝原液经过静电纺丝、固化、碳化得到酚醛树脂基纳米碳纤维;

(3)将所述酚醛树脂基纳米碳纤维放入4-6mol/L的盐酸溶液中浸泡3-5h后,冲洗干净,得到活化后的酚醛树脂基纳米碳纤维;

(4)将活化后的酚醛树脂基纳米碳纤维浸入水热反应液中,在100-150℃条件下反应

12-36h,得到酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合材料的前驱体;所述水热反应液是将六水合硝酸钴、六水合硝酸镍、尿素溶于去离子水中,磁力搅拌10-20min得到,其中所述六水合硝酸钴、所述六水合硝酸镍、所述尿素的摩尔比为(1-3):1:4;

(5)将所述酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合材料的前驱体以3-5℃/min升温至200-

400℃焙烧,恒温60-180min后,得到酚醛树脂基纳米碳纤维/钴酸镍复合电极。