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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CoZnPBA纳米颗粒;

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0.25~1.5gS1中合成的CoZnPBA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CoZnPBA@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。

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S1中,CoZnPBA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;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。

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S1中,在冰浴条件下制备出类普鲁士蓝纳米颗粒。

4.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。

5.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,静电纺丝的参数为:纺丝负压为‑2.3kV,正压为10~

13kV,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。

6.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。

7.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,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。

8.根据权利要求1‑7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。

9.一种类普鲁士蓝纳米颗粒/聚丙烯腈复合纺丝薄膜,其特征在于,包括类普鲁士蓝纳米颗粒、聚丙烯腈、N,N‑二甲基甲酰胺,三者经静电纺丝法交织形成类普鲁士蓝纳米颗粒/聚丙烯腈复合纺丝薄膜,类普鲁士蓝纳米颗粒分布在聚丙烯腈纤维内部以及表面。

10.类普鲁士蓝衍生金属氧化物碳氮纳米纤维柔性电极材料在锂离子电池负极材料方面的应用。