[发明专利]一种负载Co3O4纳米颗粒的碳纤维复合材料的制备方法及所得产品

权利要求书

1.一种负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）纺丝液的制备：室温下，将钴源、聚乙烯吡咯烷酮和N，N-二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀得前驱体纺丝液；

（2）静电纺丝过程：将步骤（1）中的前驱体纺丝液利用静电纺丝法进行纺丝，得到前驱体纤维；

（3）煅烧过程：将步骤（2）制备的前驱体纤维先在惰性气氛下升至300℃进行预煅烧，再在惰性气氛下升至500~700℃进行二次煅烧，然后自然冷却至室温，即得到负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料；

步骤（1）中，所述钴源为六水合硝酸钴或四水合乙酸钴，钴源的的浓度为0.25~0.5mol/L;

步骤（1）的前驱体纺丝液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.13~0.17g/mL ;

所得负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料由碳纤维和Co₃O₄纳米颗粒组成，所述Co₃O₄纳米颗粒均匀负载在碳纤维表面。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，预煅烧时间为1h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，二次煅烧的时间为1~5 h。

4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，预煅烧的升温速率为5 ℃/min；二次煅烧的升温速率为1~10℃/min。

5.按照权利要求1-4中任一项所述的负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料的制备方法制备得到的负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料。

6.根据权利要求5所述的负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料，其特征是：所述碳纤维直径为400~500nm，Co₃O₄纳米颗粒尺寸为50~100nm。

7.根据权利要求5所述的负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维复合材料，其特征是：各负载Co₃O₄纳米颗粒的碳纤维相互交叠，形成疏松多孔结构。