【技术实现步骤摘要】
正负极一体化Janus结构纤维气凝胶及其制备方法
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[0001]本专利技术属于能源材料领域，涉及功能性纳米纤维气凝胶材料，具体为一种正负极一体化Janus结构纤维气凝胶及其制备方法。
技术介绍
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[0002]在过去的几十年里，通过对新材料、独特纳米结构和电解质等的研究，超级电容器(SCs)的性能得到了很大的提高。但其能量密度和电压窗口仍无法与电池相比，从而严重限制了SCs的发展。到目前为止，为了解决上述两大问题，SCs已经进行了很多优化，如现有材料的改性，新材料的发现，电解质种类的探索，电压窗口的优化等。具体来说，从材料发展的角度来看，RuO2因其高比电容及较高电导率被认为是理想的SCs电极材料，但其高昂的成本限制了其实际应用，因此，其他非贵金属基赝电容材料(如MnO2、Fe2O3、NiCo
‑
OH、WN和CoP3等)备受关注，然而，大多数赝电容器材料的电子导电性能较差，导致实际比容量及倍率性能不佳。
[0003]另外，上述材料仅仅在正极电位窗口(正极材料)或负极电位窗口(负极材料)中工作，需要构筑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正负极一体化Janus结构纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备ZIF
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67纳米颗粒；(2)制备PAN
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ZIF
‑
67/PAN
‑
Fe
3+
基Janus结构纤维膜首先将PS加入到DMF溶剂中，室温搅拌，然后加入质量是PS 1～3倍的ZIF
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67、1～3倍的PAN和1～3倍的PVP，搅拌得到均匀的纺丝液A；同理，将PS加入到DMF溶剂中，室温搅拌，然后加入质量是PS 1～3倍的乙酰丙酮铁、1～3倍的PAN和1～3倍的PVP，搅拌得到均匀的纺丝液B；溶液A和B分别储存在Janus结构的电纺丝喷头内进行静电纺丝，静电纺丝条件分别为接收距离15～20cm，电压12～20KV，电纺丝流速1mL～3mL h
‑1，将接地的铝箔作为纤维接收器，接收到的Janus结构纤维膜进行干燥；(3)制备Janus结构金属氧化物/碳复合纤维气凝胶将Janus结构纤维膜剪成片状，使其分散在水醇的混合溶液中，通过均质机形成均匀分散液，然后将分散液倒入圆柱形的模具中，将其冷冻，再在冻干机中冷冻干燥，形成三维PAN
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ZIF
‑
67/PAN
‑
Fe
3+
基纤维气凝胶；将冻干后的PAN
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ZIF
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67/PAN
‑
Fe
3+
基纤维气凝胶在220℃条件下在空气中预氧化1～3h，之后在N2气氛中600～900℃煅烧2～4h，自然冷却到室温，生成Janus结构金属/碳复合纤维气凝胶；最后在空气中300℃氧化2～4h，将生成的Janus结构金属/碳复合纤维气凝胶氧化为Janus结构金属氧化物/碳复合纤维气凝胶。2.按照权利要求1所述的一种正负极一体化Janus结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬芝，张铭，于中振，王雪娇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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