[发明专利]一种高比电容磁性材料Fe2O3纳米棒包碳微电缆的制备方法

摘要

本发明属于纳米/微米尺度功能材料制备技术领域，具体涉及一种高比电容磁性材料Fe₂O₃纳米棒包碳微电缆的制备方法。具体步骤为：先制备聚丙烯腈纺丝液前驱体溶液，在用静电纺丝技术制备聚丙烯腈纳米纤维，进一步煅烧碳化制备碳纳米纤维。采用温和的水热法制备FeOOH/CNF复合纳米材料，进一步煅烧制备Fe₂O₃纳米棒包碳微电缆。对其进行性能测试发现该类Fe₂O₃纳米棒包碳微电缆具有较大的磁性和优越的电学性能。

主权项

一种高比电容磁性材料Fe₂O₃纳米棒包碳微电缆的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：大步骤1，利用静电纺丝技术制备碳纳米纤维(CNF)：(1)聚丙烯腈纺丝液前驱体的配制：称取0.6‑3.0g聚丙烯腈(PAN)粉末，加入到10‑30mLN,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，磁力搅拌12h，配制成浓度为6‑18Wt％的前躯体纺丝液；(2)将PAN前驱液制备纳米纤维：将上述所得的溶液转入注射器，接入纺丝仪器中，所得PAN纳米纤维在烘箱里干燥后装入洁净的自封袋中备用；(3)PAN纳米纤维原位碳化制备碳纳米纤维：程序升温至800℃，将PAN纳米纤维在Ar氛围中煅烧，PAN纳米纤维原位碳化为碳纳米纤维；大步骤2，FeOOH/CNF复合纳米材料的制备：室温下，将10‑20mg CNF，0.4‑0.8g FeCl₃·6H₂O，1.05‑2.1g Na₂SO₄，0.25‑0.5g NaAc以及40mL蒸馏水加入体积为50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜内，然后超声10‑15min，再将溶液在室温下放置12h，然后将反应釜放入数字控制恒温干燥箱里，在100℃反应12h、6h、3h，然后自然冷却至室温；最后，通过离心分离得到黑色的碳纤维膜，分别用无水乙醇、去粒子水洗涤数次，干燥得到最终的FeOOH/CNF复合产物；大步骤3，Fe₂O₃/CNF的制备将上述所得的部分FeOOH/CNF复合产物转入小磁舟，放入管式炉，在氩气的保护下，500℃煅烧3h，冷却至室温，得到Fe₂O₃/CNF产物。