[发明专利]一种纳米氧化铁/铜复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.纳米氧化铁/铜复合材料于制备超级电容器电极材料中的用途，其特征在于，所述纳米氧化铁/铜复合材料包括Fe₃O₄纳米颗粒和铜纳米球，所述铜纳米球的粒径为100-150nm；

所述纳米氧化铁/铜复合材料中铜纳米球与Fe₃O₄纳米颗粒的摩尔比为5：1；

在电流密度为1A/g的三电极体系测试时，所述纳米氧化铁/铜复合材料的比电容为957-1126F/g；

在电流密度为1A/g的双电极体系测试时，所述纳米氧化铁/铜复合材料的比电容为513-558F/g，功率密度为500-550W/Kg，能量密度为71.25-78.32Wh/Kg；

所述纳米氧化铁/铜复合材料在电流密度为20A/g的条件下连续循环2000次后，其电容保留率在80%以上。

2.根据权利要求1中所述的用途，其特征在于，所述纳米氧化铁/铜复合材料的制备方法包括：使包含铜源、铁源、乙酸盐和溶剂的混合反应体系于180-200℃发生水热反应15-20h，制得纳米氧化铁/铜复合材料。

3.根据权利要求2中所述的用途，其特征在于，所述纳米氧化铁/铜复合材料的制备方法具体包括：将铜源、铁源分别溶于溶剂形成铜源溶液、铁源溶液，之后混合搅拌30-60min，再加入乙酸盐混合继续搅拌30-60min，形成所述混合反应体系；

其中，所述铜源选自氯化铜、硫酸铜、碳酸铜、硝酸铜中的任意一种或两种以上的组合；所述铁源选自氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、柠檬酸铁铵中的任意一种或两种以上的组合；所述乙酸盐选自乙酸钠、乙酸钾、乙酸胺中的任意一种或两种以上的组合；所述溶剂选自乙二醇；所述铜源与铁源的摩尔比为5：1；所述乙酸盐与铜源的摩尔比为4：1-10：1。

4.根据权利要求2中所述的用途，其特征在于，所述纳米氧化铁/铜复合材料的制备方法还包括：在所述水热反应完成后，对所获产物进行洗涤、干燥处理；其中，所述制备方法包括：采用蒸馏水对所获产物进行洗涤，直至洗涤所获滤液呈中性；所述干燥处理的温度为60-100℃，时间为12-24h。

5.一种超级电容器电极材料，其特征在于包括权利要求1或2所述的纳米氧化铁/铜复合材料。

6.一种超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于包括：

提供权利要求1或2所述的纳米氧化铁/铜复合材料；

以及，将所述纳米氧化铁/铜复合材料、导电剂与粘合剂混合形成浆料，之后将所述浆料施加于基底材料表面，制得超级电容器电极材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述导电剂选自乙炔黑和/或高导电碳黑；所述粘合剂选自聚四氟乙烯粘合剂；所述纳米氧化铁/铜复合材料、乙炔黑与粘合剂的质量比为70-80：15-20：5-10；所述基底材料选自泡沫镍。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于还包括：将所述浆料施加于基底材料表面后，进行压制、干燥处理，制得所述超级电容器电极材料。