[发明专利]一种硫化钴锌/石墨烯/碳纳米纤维复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于过渡金属硫化物-碳材料技术领域，具体为一种硫化钴锌/石墨烯/碳纳米纤维复合材料及其制备方法。本发明的制备方法包括：通过静电纺丝制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜，经过溶液浸泡法在聚丙烯腈纳米纤维上包裹氧化石墨烯，再通过高温碳化制备得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜，最后通过一步水热法在石墨烯/碳纳米纤维上原位生长硫化钴锌纳米颗粒。本发明制备的硫化钴锌/石墨烯/碳纳米纤维复合材料形貌可控，具有较高的比表面积和优良的导电性，可作为一种理想的高性能电催化材料，以及锂离子电池和太阳能电池等新能源器件的电极材料。

主权项

 一种硫化钴锌/石墨烯/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：通过静电纺丝制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜，经过溶液浸泡法在聚丙烯腈纳米纤维上包裹氧化石墨烯，再通过高温碳化制备得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜，最后通过一步水热法法在石墨烯/碳纳米纤维上原位生长硫化钴锌纳米颗粒，具体步骤如下：（1）将聚丙烯腈粉末加入到N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中，持续搅拌，得到均一的粘稠分散液；（2）将得到的聚丙烯腈分散液进行静电纺丝，得到聚丙烯腈纳米纤维膜；（3）将聚丙烯腈纺丝膜在空气气氛下预氧化，得到预氧化后的聚丙烯腈纳米纤维膜；（4）将所得预氧化后的聚丙烯腈纳米纤维膜在氧化石墨烯溶液里浸泡，得到聚丙烯腈纳米纤维/氧化石墨烯复合膜；（5）将所得聚丙烯腈纳米纤维/石墨烯复合膜在惰性气体保护下进行高温碳化，得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜；（6）将钴盐、锌盐、硫脲和尿素溶于去离子水中，制备得到均一的盐溶液；（7）将制备得到的盐溶液与石墨烯/碳纳米纤维复合膜通过水热法反应，得到硫化钴锌/石墨烯/碳纳米纤维复合材料。