一种耐酸的碳包覆金属氧化物/自支撑碳纳米纤维复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐酸性碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，将含金属化合物、高分子聚合物及环糊精溶解在有机溶剂中，通过静电纺丝技术将上述聚合物溶液纺成纳米纤维原丝，再经过预氧化碳化和酸洗后即可得到耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料。该复合材料在强酸性溶液中保持稳定的化学活性。本发明专利技术制得的产品由于制作方法简单，成本较低，稳定性好，作为载体的碳纳米纤维增加了导电性，其中的金属氧化物颗粒均匀分布且被碳层包覆，可以用作赝电容器的活性电极材料，在酸性条件下具有高的电化学活性，高的稳定性，该材料可应用于储能和催化等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种耐酸的碳包覆金属氧化物/自支撑碳纳米纤维复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，本专利技术制备的材料可用于酸性电解液中的金属氧化物赝电容器储能与催化。
技术介绍
金属氧化物电极材料作为一种新兴的电极材料，具有高比电容和高电化学特性等。常用的金属氧化物有Fe3O4、RuO2、MnO2、Co3O4、NiO、V2O5、SnO2和Bi2O3等。然而，金属氧化物的利用率和电导率较低，限制了它的使用。许多研究人员使用各种方法，如掺杂和复合于石墨碳、石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维等碳材料上来改善其性能，通过这些方法不仅可以提高电极材料的导电性和电荷转移速率，还能提高电极材料的比表面积。但对于普通掺杂的方法很难改善材料的利用率，而对于传统的复合方法，又使得制备方法过于复杂，难以大批量生产。而且，大部分过渡金属氧化物电极都不能在酸性环境中使用，这限制了它的广泛应用。因此，十分需要一种制备方法简单、金属氧化物利用率高、电极导电性好、在酸性条件下可循环使用的金属氧化物材料。r>专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属化合物、高分子聚合物及环糊精溶解在有机溶剂中形成聚合物溶液，通过静电纺丝将聚合物溶液纺成纳米纤维原丝；(2)将纳米纤维原丝经过预氧化和高温碳化后即可得到含金属氧化物的碳纳米纤维；(3)将含金属氧化物的碳纳米纤维置于酸性溶液浸泡，然后水洗数遍并干燥，得到耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属化合物、高分子聚合物及环糊精溶解在有机溶剂中形成聚合物溶液，通过静电纺丝将聚合物溶液纺成纳米纤维原丝；(2)将纳米纤维原丝经过预氧化和高温碳化后即可得到含金属氧化物的碳纳米纤维；(3)将含金属氧化物的碳纳米纤维置于酸性溶液浸泡，然后水洗数遍并干燥，得到耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料。


2.如权利要求1所述的耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述(1)中的金属化合物为乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酸镁、乙酸铁、乙酸钴、乙酸镍、乙酸铜、乙酸锰、乙酸锌、柠檬酸镁、柠檬酸铁、柠檬酸钴、柠檬酸镍、柠檬酸铜、柠檬酸锰、柠檬酸锌、氯化铁、氯化钴、氯化镍、硝酸铁、硝酸铜、硝酸钴、硝酸镍、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍中的任意一种或多种。


3.如权利要求1所述的耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述(1)中的环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的任意一种或多种。


4.如权利要求1所述的耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述(1)中的高分子聚合物为聚乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亚胺、聚苯并噻唑、酚醛树脂和聚丙烯腈中的任意的一种或多种。


5.如权利要求1所述的耐酸的碳包覆金属氧化物/碳纳米纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建允，史威，张赫轩，朱国栋，聂鹏飞，胡彬，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31