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专利号: 2021102311842
申请人: 湖北工程学院
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.类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1、制备出类普鲁士蓝CoZn PBA纳米颗粒;

CoZn PBA纳米颗粒的制备方法:将6 8mmol六水合硝酸锌和1 2g聚乙烯吡咯烷酮溶于~ ~

100mL蒸馏水中,将其搅拌10 30min,形成均匀混合溶液A;将1 3mmol钴氰化钾溶于100mL ~ ~蒸馏水中,将其搅拌10 30min,形成均匀溶液B;在冰浴条件下,将溶液B缓慢滴加至溶液A中~的同时在500‑800r/min的搅拌速率下不断搅拌,滴加及搅拌过程持续2 6h,最后在室温下~陈化18‑24h得到乳白色沉淀;将白色沉淀离心洗涤3 5次,在60 80℃ 下真空干燥至样品完~ ~全干燥;

S2、在40~60℃温度下,将1.2 2g的聚丙烯腈PAN溶于12g的N,N‑二甲基甲酰胺DMF溶液~中,然后加入0.25 1.5g S1中合成的CoZn PBA纳米颗粒前驱体,均匀搅拌12 24h,形成纺丝~ ~前驱体溶液;最后将纺丝前驱体溶液静电纺丝,集流体为柔性集流体,纺丝后形成CoZn PBA @PAN 纺丝前驱体薄膜,干燥,备用;

S3、将S2中得到的纺丝前驱体薄膜进行预氧化和高温碳化处理,得到三维网状结构的CoO@ZnO@碳氮纳米纤维复合材料;

高温碳化:氮气氛围下碳化的温度为500 800℃,升温速率为1 2℃ /min,保温时间为1~ ~

3h;

~

将煅烧后的CoO@ZnO@碳氮纳米纤维柔性材料直接切片作电极;

步骤S1中的CoZn PBA纳米颗粒的粒径为50‑300 nm;

所述的S2中,静电纺丝的参数为:纺丝负压为‑2.3kV,正压为10 13 kV,注射器针头为~

20cm纯针头,针头到接收器垂直距离为14 16cm,滚轴转速为200 400r/min,推动泵推进速~ ~度为0.8 1.2mL/h。

~

2.根据权利要求1所述的类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料的制备方法,其特征在于,所述的S2中,聚丙烯腈(PAN)与N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)的质量比在1:

5 1:10。

~

3.根据权利要求1所述的类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料的制备方法,其特征在于,所述的S3中,空气中预氧化的温度为280 300℃,升温速率为0.5 1.5~ ~℃ /min,保温时间为1 3h。

~

4.根据权利要求1‑3任一项所述的类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料的制备方法制得的类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料,该柔性电极材料为三维网状结构的CoO@ZnO@碳氮纳米纤维复合材料。