[发明专利]一种纳米Fe3

权利要求书

1.一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料制备方法包括以下步骤：

(1)向甲苯溶剂中加入质量比为100:10-30的纳米Fe₃O₄和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，加热至100-120℃，搅拌回流反应5-10h，过滤、洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米Fe₃O₄；

(2)在氩气氛围中，向N-甲基吡咯烷酮溶剂中加入2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下搅拌反应10-20h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，加热至100-130℃，反应3-8h，冰水析出沉淀、过滤、洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺；

(3)向吡啶溶剂中加入主链含羟基的聚酰亚胺，滴加2-溴异丁酰溴，在0-5℃下反应2-4h，升温至20-40℃，反应10-20h，甲醇析出沉淀、过滤、洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺；

(4)向氩气氛围中，向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米Fe₃O₄、通过液氮急速冷冻和室温解冻过程3-5次，加热至50-80℃，反应12-24h，冰水出沉淀、过滤、洗涤并干燥，制备得到纳米Fe₃O₄原位聚合聚酰亚胺；

(5)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入纳米Fe₃O₄原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，搅拌2-4h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750-850℃，保温煅烧2-3h，制备得到碳包覆纳米Fe₃O₄；

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、碳包覆纳米Fe₃O₄和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至580-620℃，保温煅烧2-3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述步骤(1)中的油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶。

3.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、二酐单体、吡啶、乙酸酐的质量比为100:50-60:420-480:200-250。

5.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述步骤(3)中的主链含羟基的聚酰亚胺和2-溴异丁酰溴的质量比为100:200-260。

6.根据权利要求1所述的一种纳米Fe₃O₄原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料，其特征在于：所述步骤(4)中的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米Fe₃O₄的质量比为100:25-35:8-12:0.5-0.8:80-140。