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专利号: 2020105223779
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
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Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维材料,其特征在于,Cu和Br离子引入到钛酸锂纳米纤维的晶格中,纤维主体为纳米颗粒连接组成的竹节状长程连续纤维,纤维直径为200-

300nm。

2.根据权利要求1所述的Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维材料,其特征在于,所述的Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维为实心纳米纤维。

3.一种Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维材料的制备方法,包括步骤如下:

(1)按照化学计量比称取锂源、钛源、铜源、溴源加入到聚乙烯吡咯烷酮的醇溶剂中,同时加入酸性溶液,搅拌均匀,得到前驱体溶胶;

(2)将步骤(1)得到的前驱体溶胶在室温条件下进行静电纺丝,得到前驱体纤维;

(3)将步骤(2)制得的前驱体纤维干燥后,升温至温度700-900℃保温120-300min,冷却后,得到Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的锂源为氢氧化锂LiOH·H2O或乙酸锂CH3COOLi·2H2O,优选的,锂源为乙酸锂;所述的钛源为钛酸异丙酯C12H28O4Ti或钛酸四正丁酯C16H36O4Ti;所述的铜源为硝酸铜Cu(NO3)2或乙酸铜Cu(CH3COO)2,优选的,铜源为乙酸铜;所述的溴源为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或溴化锂LiBr,优选的,铜源溴源为溴化锂。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,锂源:钛源:铜源:溴源的摩尔比为(3-6):(3-8):(0.01-0.1):(0.01-0.1);优选的,步骤(1)中,锂源:钛源:铜源:溴源的摩尔比为4:(4-5):(0.05-0.1):(0.05-0.1)。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,锂源的加入量与聚乙烯吡咯烷酮的质量比(8-10):(5-7),所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为100-150万;最优选的,所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为130万。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述醇溶剂为无水乙醇或甲醇,所述聚乙烯吡咯烷酮与醇溶剂的质量体积比为(0.3-2.5):(6-18),单位为g·mL-1;酸性溶液为硝酸、盐酸或乙酸,酸性溶液的加入量与醇溶剂的体积比为(1-5):(6-20)。

8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,静电纺丝时针头与接收板之间施加的电压为15-25kV,湿度为10-40%,接收距离为15-30cm,可纺性溶胶的喷出速率为0.5-3.5mL·h-1;优选的,静电纺丝时针头与接收板之间施加的电压为18-22kV,湿度为

12-25%,接收距离为18-20cm。

9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,干燥温度为30-60℃,干燥时间为5-15h,升温至温度700-900℃的升温速度为2-5℃·min-1;保温温度为750-850℃,保温时间为180-240min。

10.一种Cu-Br掺杂钛酸锂纳米纤维材料的应用,作为锂离子电池负极材料使用。