1.一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法,其特征在于其超快响应的焦耳热合成过程,该过程是在碳基导电膜两端通电,利用其产生的焦耳热响应快速加热负载在薄膜上的含铁原料,并利用该铁源与薄膜中的碳源发生反应,得到在碳基导电膜上均匀负载的Fe3C纳米颗粒,获得所需复合膜。
2.根据权利要求1所述的一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法:所述的碳基导电膜包括但不限于碳纳米管薄膜、石墨烯薄膜、MXene薄膜及一般碳基纤维制成的导电薄膜,或者基于以上碳基材料的复合薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法:所述的含铁原料包括但不限于铁单质,铁的化合物以及铁基聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法,包括以下步骤:(1)取一片碳基导电膜,用浓盐酸将其浸泡或丙酮浸泡超声清洗以除去其中所含催化剂等杂质;
(2)制备含铁源混合溶液/凝胶,将碳基导电膜在该含铁源溶液中浸泡或将铁源物质抽滤/涂覆到碳基导电膜上进行铁源负载并烘干待用;
(3)在负载有铁源的碳基导电膜的两端通电,利用薄膜产生的焦耳热还原铁源,并与薄膜表面的碳反应,得到Fe3C纳米颗粒。
5.根据权利要求4所述的一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法,其特征在于:所述制备步骤(3)中的焦耳热处理是在真空或惰性气氛保护下进行。
6.根据权利要求4所述的一种纳米Fe3C颗粒复合碳基导电膜及其制备方法,其特征在于:所述制备步骤(3)中的焦耳热处理升温速度为400 1000℃/s。
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