一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法及其储钾应用技术

本发明专利技术公开了一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法及其储钾应用。该方法是以PAN和PMMA为前驱体，将三氯化锑、CNT分别与乙酸镍、氯化亚锡、氯化钴按照一定的比例溶解于DMF中形成纺丝液后转移到一次性注射器中在静电纺丝设备中进行静电纺丝，得到一张纳米纤维膜。经真空干燥后将该纤维膜置于管式炉中，以较慢的升温速率升温到230‑300℃保温一定时间进行预碳化，再以较快升温速率升温到600‑800℃进行碳化，碳化后的样品标记为XSb(X=Ni,Sn,Co)/CNT/PC。碳骨架提供了三维导电网络，PMMA热解产生中空通道，合金颗粒镶嵌在碳纤维内外表面，CNT在碳纤维内部提高了材料的整体导电性，使其作为钾离子电池电极材料时，表现出了优异的综合电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法及其储钾应用
本专利技术属于电化学能源储存材料领域，提供了一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法，以及在钾离子电池负极材料的应用。
技术介绍
能源是人类文明进步的重要物质基础，随着石油等不可再生能源的日渐枯竭，人们一直在探索可替代再生能源。近年来，锂离子电池发展迅猛，锂离子电池的电极材料的研究取得了丰硕成果。锂离子电池已经商业化发展，但是地壳中锂资源储存十分有限，而且就全球来看分布不均。因此导致了锂离子储能器件在大规模储能中的应用受限。钠和钾与锂的化学性质类似，在储能系统中，几种碱金属离子电池的储能机理相似，且钾离子的氧化还原电位（K/K+，-2.93V）与锂离子（Li/Li+，-3.04V）的十分接近。钾元素在全球中分布第六，远远多于锂元素。再者，钾资源价格低廉、高性价比，钾离子电池具有低反应电位、高能量密度、溶剂化离子小等优势受到人们广泛关注，在储能市场具有一定的应用前景。钾离子电池目前处于起步发展阶段，钾离子电池性能的优劣，负极材料起到了至关重要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法及其储钾应用，其特征在于包含如下的步骤：(a) 溶解：将适量的三氯化锑、CNT分别和一定比例的乙酸镍、氯化亚锡、氯化钴超声搅拌溶解在DMF溶液中，然后将PAN和PMMA溶解在上述溶液中，经过加热剧烈搅拌后，获得黑色的纺丝液；(b) 静电纺丝：将黑色的纺丝液转移到一次性注射器中，在静电纺丝设备中进行静电纺丝，需要调整的静电纺丝参数有：纺丝针头与金属收集基板之间的间距、纺丝时间、针头型号、纺丝电压、给液速度、环境温度、环境湿度等，将纺丝所得到的纳米纤维收集到铝箔基板，真空干燥数小时后等待下一步处理；(c) 煅烧：将电纺后的样品放置在刚玉...

【技术特征摘要】
1.一种基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法及其储钾应用，其特征在于包含如下的步骤：(a)溶解：将适量的三氯化锑、CNT分别和一定比例的乙酸镍、氯化亚锡、氯化钴超声搅拌溶解在DMF溶液中，然后将PAN和PMMA溶解在上述溶液中，经过加热剧烈搅拌后，获得黑色的纺丝液；(b)静电纺丝：将黑色的纺丝液转移到一次性注射器中，在静电纺丝设备中进行静电纺丝，需要调整的静电纺丝参数有：纺丝针头与金属收集基板之间的间距、纺丝时间、针头型号、纺丝电压、给液速度、环境温度、环境湿度等，将纺丝所得到的纳米纤维收集到铝箔基板，真空干燥数小时后等待下一步处理；(c)煅烧：将电纺后的样品放置在刚玉瓷舟转移到管式炉中，进行两步煅烧，第一步为低温慢升温速率预碳化，使纤维保持原始形貌；第二步为高温快升温速率碳化，使纳米颗粒在高温煅烧过程中成核长大。


2.根据权利要求1所述的基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米纤维材料的方法，其特征在于：在步骤a中，三氯化锑分别和氯化亚锡、氯化钴、乙酸镍混合，总量控制在4mmol，三氯化锑和乙酸镍的摩尔比控制在1:1-1:3，三氯化锑和氯化亚锡的摩尔比控制在1:1-1:3，三氯化锑和氯化钴的摩尔比控制在1:1-1:3。


3.根据权利要求1所述的基于静电纺丝制备中空锑基二元合金复合纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳伟，周峻安，高翔，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37