[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

摘要

本发明公开了一种负载Co3O4纳米颗粒的碳纤维复合材料的制备方法及所得产品，该方法为：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；利用静电纺丝技术制得前驱体纤维，将前驱体纤维在惰性气氛下二次煅烧，得到负载Co3O4纳米颗粒的碳纤维复合材料。本发明利用单针头静电纺丝技术，通过一步法将Co3O4纳米颗粒均匀的负载在碳纤维上，制备工艺简单，制得的碳纤维直径约为400~500nm，Co3O4颗粒尺寸约为50~100nm，形貌规则，纤维相互交叠形成疏松多孔结构，作为储能材料在锂离子电池和超级电容器领域中有着广泛的应用前景。

主权项

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0.25~0.5 mol/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。