一种稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法。首先将纺丝载体、乙酰丙酮氧钒、对苯二甲酸和间苯二甲酸溶解于有机溶剂中，制成钒基纳米纤维静电纺丝液；再以钒基纳米纤维静电纺丝液为原料进行静电纺丝，然后将初生静电纺丝纳米纤维膜进行高温煅烧，得到钒基纳米纤维膜；再将钒基纳米纤维膜浸渍于稀土元素氯盐溶液中静置，使稀土离子充分嵌入钒氧层；然后将产物取出，用去离子水清洗除去表面的氯离子；然后进行高温煅烧来去除结构水，得到稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜。本发明专利技术通过钒氧化物溶解‑重结晶的过程，将稀土离子嵌入到钒氧层中，扩大了层间距，并稳定钒氧层，提高了材料的结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料和电化学领域，具体是一种稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法。

技术介绍

1、近年来，由于化石燃料的大量使用而造成的环境污染及能源短缺问题日趋严重，使人们转向更加清洁和可持续发展的再生能源，如风能、太阳能、潮汐能等。由于风能、太阳能等能源具有间歇性和广泛性的特点，因此有效储能系统的开发迫在眉睫。锂离子电池作为一种能量密度高、循环性能好、电压平台高的先进储能系统，在能源市场中占据主导地位。然而由于锂资源短缺等问题，科学家仍一直在努力寻找其替代品。

2、水系锌离子电池作为一种价格低廉、安全、环保的新兴储能系统引起了广泛关注，其具有较高的质量比容量和体积比容量。当前锰基材料、钒基材料、普鲁士蓝及其类似物和聚阴离子化合物等被认为是理想的正极材料。然而锰基和普鲁士蓝作为正极材料表现出较低的容量和较差的循环性能。钒基材料因具有独特的v-o八面体结构和多种v元素氧化态使其成为锌离子电池正极材料领域的研究热点。钒基材料可以为锌离子的脱出和嵌入提供大量的存储空间，然而在反复的脱出和嵌入之后，层间弱的相互作用力不能维持其结构的稳定性，因此嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，纺丝载体为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚偏氟乙烯；有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或甲基吡咯烷酮。

3.根据权利要求2所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量范围为400000~1000000。

4.根据权利要求1所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，纺丝载体与乙酰丙酮氧钒的质量比为1~3:1，对苯二甲...

【技术特征摘要】

1.一种稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，纺丝载体为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚偏氟乙烯；有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或甲基吡咯烷酮。

3.根据权利要求2所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，聚乙烯吡咯烷酮的分子量范围为400000~1000000。

4.根据权利要求1所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，纺丝载体与乙酰丙酮氧钒的质量比为1~3:1，对苯二甲酸的质量为纺丝载体质量的10~15%，间苯二甲酸的质量为纺丝载体质量的2~5%，纺丝载体的浓度为10~15wt%。

5.根据权利要求1所述的稀土离子嵌入钒基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，静电纺丝工艺为：电场强度为15~40kv，推进泵的流速为0.5~3ml/h，针尖到接收装置的距离为15~25cm，空气湿度为30~60%，温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：范兰兰，张香国，吴欣雨，焦怡梅，王柯柯，曹磊，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：