[发明专利]一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料，其特征在于，以聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维为模板，将聚吡咯原位聚合在纳米纤维表面，再原位生长二硫化钼，然后煅烧得到；所述复合材料具有中空管状结构，二硫化钼片层均匀分布于氮掺杂碳纳米纤维表面，氮掺杂碳纳米纤维尺寸均匀。

2.一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将聚甲基丙烯酸甲酯溶于溶剂中，搅拌，得到聚甲基丙烯酸甲酯纺丝原液，静电纺丝，得到聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜，其中聚甲基丙烯酸甲酯纺丝原液浓度为0.05-0.15g/ml；

(2)将吡咯与溶剂混合形成吡咯溶液，将引发剂与溶剂混合形成引发剂溶液，将步骤(1)中的聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜放入吡咯溶液中浸泡，加入引发剂溶液反应，得到聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜，其中吡咯溶液的浓度为0.01-0.03mol/L，引发剂溶液的浓度为0.01-0.03mol/L，聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜、吡咯与引发剂的质量比为1:1:2-1:5:15；

(3)将四硫代钼酸铵溶于溶剂中形成溶液，将步骤(2)中的聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜浸入溶液中，置于水热釜中反应，得到二硫化钼/聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜，置于管式炉中，在氮气环境下煅烧，得到氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料，其中四硫代钼酸铵溶液的浓度为1-3mg/mL，四硫代钼酸铵与聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜的质量比为1:1-4:1。

3.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)、(3)中溶剂均为DMF。

4.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中静电纺丝的条件为：电压为15-25kv，注射器针头与接收板距离为10-20cm，注射器推注速度为0.1mm/min。

5.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中静电纺丝的条件为：电压为15kv，注射器针头与接收板距离为15cm，注射器推注速度为0.1mm/min。

6.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中溶剂为盐酸水溶液，盐酸水溶液的浓度为1mol/L；引发剂为三水合三氯化铁。

7.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入引发剂溶液是在冰水浴条件下；反应时间为12h，反应温度为0℃。

8.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中反应温度为200℃，反应时间为10h。

9.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中煅烧温度为800℃，煅烧升温速度为5℃/min，保持时间为2h。

10.一种如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的应用，其特征在于，用作锂离子电池的负极材料。