内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维及其制备方法和应用，制备方法包括：将聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮混合后得到壳层纺丝溶液；将聚乙烯吡咯烷酮和二水氯化亚锡溶解得到芯层纺丝溶液；将壳层纺丝溶液、芯层纺丝溶液同轴静电纺丝，得到碳纤维前驱体；进行预氧化和碳化处理，得到内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维；与传统方法制得的多孔碳纳米纤维相比，将氧化锡与碳纤维结合形成网络骨架，不仅使碳纤维具有更多的活性位点和更高的比电容，同时其可控的离子、电子传输通道提高了氧化锡储存电荷的稳定性和高效性，制备的中空多孔碳纳米纤维可应用于锂电池及超级电容器等方面。应用于锂电池及超级电容器等方面。应用于锂电池及超级电容器等方面。

【技术实现步骤摘要】
内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于新型多孔碳纳米纤维
，具体涉及一种内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]碳基柔性多孔碳纳米纤维材料是一类重要的纤维材料，特别是在新能源领域有着重要应用。静电纺丝制备聚丙烯腈基碳纳米纤维是一种制备碳基柔性多孔碳纳米纤维材料的简便方法，具有操作简单，成本低廉，产物结构易于调节等优点。该方法制备得到的聚丙烯腈基碳纳米纤维具有三维立体结构，高孔隙率、高比表面积、高导电性和高储存性能等优势，被广泛应用在催化剂载体材料、超级电容器电极材料以及应用在锂离子电池等领域。
[0003]作为碳纳米纤维的一种衍生物，中空多孔碳纳米纤维可以大大地提高碳纳米纤维的比表面积，并且可以优化传统碳纳米纤维结构单一等问题，从而提高材料的电化学性能与吸附性能。目前已有的制备多孔碳纳米纤维的方法可以分为两大类，一类是先制备出碳纳米纤维，然后再利用氢氧化钾、二氧化碳、等离子体等刻蚀剂与基底纤维反应消耗碳并生成孔；另一种则是利用聚乙烯吡咯烷酮、碳酸氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)将聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮溶解在有机溶剂中，室温搅拌后得到第一纺丝液；(2)将聚乙烯吡咯烷酮和二水氯化亚锡溶解在乙醇和有机溶剂的混合溶剂中，得到第二纺丝液；(3)将所述第一纺丝液作为壳层溶液，第二纺丝液作为芯层溶液进行同轴静电纺丝，得到碳纤维前驱体；(4)将所述碳纤维前驱体进行预氧化，得到含有氧化锡纳米粒子的预氧化聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯腈纳米纤维；(5)将所述预氧化聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯腈纳米纤维在氮气氛围中高温碳化处理，得到内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中，所述有机溶剂选自N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、丙酮、四氢呋喃和三氯甲烷中的一种以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机溶剂的质量为10
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20g，聚丙烯腈的质量为1.2
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3.2g，聚甲基丙烯酸甲酯的质量为聚丙烯腈的5
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60wt％，聚乙烯吡咯烷酮的质量为聚丙烯腈的5
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20wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述有机溶剂的质量为10
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20g，乙醇质量为1
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2g，聚乙烯吡咯烷酮的质量为1.2
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3.2g，二...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔方圆，辛斌杰，刘毅，余淼，沈冬冬，于文杰，罗健，袁秀文，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：