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专利号: 2020115497949
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三氧化二铁纳米花修饰碳纤维复合材料,其特征在于:该复合材料由纳米花状的三氧化二铁、碳纤维复合而成,其中纳米花状的三氧化二铁修饰在碳纤维表面。

2.权利要求1所述三氧化二铁纳米花修饰碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:(a)将聚丙烯腈溶于强极性有机溶剂中,再加入氯化铁粉,搅拌均匀得到静电纺丝前驱液;(b)利用静电纺丝前驱液进行静电纺丝,得到静电纺丝膜;(c)加热静电纺丝膜完成预氧化处理,然后将其浸泡在氨水溶液中,最后取出干燥、升温碳化即可。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(a)所述强极性有机溶剂选自N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、N‑甲基‑吡咯烷酮中的至少一种。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(a)所述静电纺丝前驱液中聚丙烯腈的含量为0.06‑0.12g/mL,氯化铁的含量为0.006‑0.6g/mL。

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(b)静电纺丝条件为:电压5‑20KV,纺丝液流量0.01‑0.5mL/h,环境湿度为10%‑90%,环境温度不超过60℃。

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于步骤(c)中静电纺丝膜预氧化处理具体步骤如下:在空气或氧气气氛中,将静电纺丝膜由室温加热升温至200‑500℃,保温1‑10h后自然冷却至室温。

7.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(c)中氨水溶液的浓度为(0.1‑30)wt%,浸泡温度不超过60℃,浸泡时间不超过48h。

8.如权利要求2所述的方法,其特征在于步骤(c)中碳化处理具体步骤如下:从氨水溶液中取出静电纺丝膜后将其置于40‑100℃环境中烘干,接着置于保护气氛中加热至600‑

1200℃并保温不超过24h,最后自然冷却即可。

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于:所述保护气氛具体为氮气气氛或氩气气氛。

10.权利要求1所述三氧化二铁纳米花修饰碳纤维复合材料在超级电容器中的应用。