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专利号: 2022101878840
申请人: 许新安
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,包括以下步骤:包括原料PAN、Pluronic F127、PS、TiO2、FeCl3和DMF,其质量比为PAN∶Pluronic F127∶PS∶TiO2∶FeCl3∶DMF=1.05∶0.037∶0.15∶0.125∶0.125∶11.25;

该材料按照以下方法制备:

S1.纺丝液的配制:将PAN、Pluronic F127、PS、TiO2和FeCl3分散于DMF溶剂中,并连续搅拌12小时以配得均匀纺丝液;

S2.聚合物纤维的获得:将S1制得的纺丝液置于注射器中,注射器尖端配以纺丝针头,将注射器置于纺丝机器中,通过静电纺丝制备聚合物纤维;

S3. FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料的获得:将S2制得的聚合物纤维置于氩气气氛管式炉中进行碳化处理,以获得FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料;

S4.将获得的FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料裁剪成小块,与单质Se按质量比1:1进行混合后,置于水热釜中,将水热釜在260 ℃下加热,以获得自支撑Se/多孔碳纳米纤维膜正极材料;

S5.将制得的自支撑Se/多孔碳纳米纤维膜正极材料、金属钠箔负极、隔膜材料以及电解质材料组装成扣式Na‑Se电池,将组装的扣式Na‑Se电池进行循环伏安测试以及充放电测试,充放电电压区间为0.8‑3.0 V;

所述TiO2纳米颗粒的大小为200 nm。

2.根据权利要求1所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S2中静电纺丝电压为24 kV,注射器针头与纺丝纤维‑1接收端的距离20 cm,注液速度为19.00 μL min 。

3.根据权利要求1所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S2中,所述纺丝针头为20号规格纺丝针头。

4.根据权利要求1所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S3中碳化处理步骤为:先以2 ℃/min速度加热至

250‑300 ℃进行预处理,保温3小时,再以5 ℃/min速度加热至600‑800 ℃进行碳化处理,保温5小时,冷却至室温后,将高温处理后的材料置于盐酸中清洗以去除材料中残留的单质铁,之后将材料用去离子水清洗,置于干燥箱中干燥。

5. 根据权利要求4所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S3中,所述聚合物纤维的预处理温度为280 ℃;所述聚合物纤维的碳化温度为800 ℃;所述盐酸的浓度为0.1 mol/L,清洗时间为1小时;所述干燥温度为80 ℃,干燥时间为12小时;所述FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维的直径约为500 nm。

6.根据权利要求1所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S5中,所述隔膜材料为玻璃纤维。

7. 根据权利要求1所述的一种FeTiO3‑TiO2异质结构负载的多孔碳纳米纤维膜材料在钠‑硒电池中的应用,其特征在于,所述S4中,所述多孔碳纳米纤维膜材料裁剪后的大小约为0.5 × 1 cm;所述水热釜加热时间为12小时。