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专利号: 2020111788733
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: 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:

1.一种碳布/镓氧氮化物,其特征在于:化学式为GaOxNy,其中x=0.1‑0.3,y=0.7‑

0.9;其N/O比为2.3‑9,所述碳布/镓氧氮化物,为镓氧氮化物纳米粒子负载于碳布纤维之上而形成的复合物,其中镓氧氮化物纳米粒子的尺寸为10‑70nm。

2.如权利要求1所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,N/O比为4‑5。

‑2

3.如权利要求1所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,在0.5‑100mA cm 电流密度下,‑2

其放电比容量为30‑865mF cm 。

4.如权利要求1所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,镓氧氮化物纳米粒子的尺寸为

10‑25nm。

5.如权利要求1‑4任一项所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,所述碳布/镓氧氮化物,其XRD谱图特征为,具有来自于碳布位于24.2°和43.6°的两个衍射峰,和来自于镓氧氮化物位于32.5°、34.6°、37.1°、48.2°、57.9°、63.6°、69.2°的七个衍射峰,来自于镓氧氮化物衍射峰的位置与六方闪锌矿型结构GaN(JCPDS 50‑0792)的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)和(112)晶面对应。

6.如权利要求1‑4任一项所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,碳布/镓氧氮化物的晶胞参数为, 3.18‑3.20, 5.19‑5.22,c/a:1.62‑1.64; 45.7‑46.1。

7.如权利要求1‑4任一项所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,所述碳布/镓氧氮化物,其价态谱在4.8、7.6和10.7eV附近存在特征峰。

8.如权利要求1‑4任一项所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,所述碳布/镓氧氮化物,其Ga 3d谱图中存在19.6和20.6eV的特征峰。

9.如权利要求1‑4任一项所述的碳布/镓氧氮化物,其特征在于,所述碳布/镓氧氮化物,漫反射紫外‑可见吸收光谱图测定的能带宽度为2.9‑3.3eV。

10.如权利要求1‑9任一项所述的碳布/镓氧氮化物的制备方法,包括步骤如下:

1)将碳布进行表面处理,得碳布A;

2)将碳布A置于三氯化镓‑苯溶液中,重复浸渍、提拉数次,得碳布B,再将碳布B置于通风橱中,于室温环境空气中放置6‑12h,得碳布C,然后将碳布C置于烘箱中于50‑70℃干燥6‑

12h,得碳布D;

3)将碳布D置于管式炉中,在氨气氛中进行氮化处理,得碳布/镓氧氮化物。

11.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述将碳布进行表面处理,所述表面处理为空气等离子体处理或超声处理;

其中,空气等离子体处理的时间为60‑120s,功率为90‑110W;所述超声处理为:将碳布置于‑1

3‑8mol L 的酸溶液中,于室温下超声处理1‑3h,干燥后使用;

‑1

步骤2)中所述三氯化镓‑苯溶液,其中,三氯化镓的浓度为1‑2mol L ;

步骤2)中所述重复浸渍、提拉数次,其中,浸渍、提拉的次数为6‑12次,相邻两次浸渍、提拉的时间间隔为4‑6min;

‑1

步骤3)中所述氨气氛,其中,氨气流速为32‑48mL min ,氨气在进入管式炉之前,先经过盛有25‑28%浓氨水的洗气瓶;

‑1

步骤3)中所述氮化处理,氮化处理的温度为750‑850℃,升温速率为10℃min ,氮化时间为8‑12h。

12.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于:‑1

步骤1)中,超声处理为:将碳布置于6mol L 的硝酸溶液中,于室温下超声处理2h,干燥后使用;

步骤2)中,相邻两次浸渍、提拉的时间间隔为5min;

步骤3)中所述氮化处理,800℃下氮化处理,氮化时间为10h。

13.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于:‑1

步骤1)中,所述酸为5‑7mol L 的硝酸。

14.如权利要求1‑9任一项所述的碳布/镓氧氮化物的用途,用于超级电容器工作电极。