[發明專利]納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410037575.0
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103762087A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 鄒聯力;沈湘黔;景茂祥;周友元;廖達前
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/46;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 段迎春

1.一種納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料，其特征在于：所述纖維電極材料主要由氧化銅和尖晶石型鐵氧體兩相復合而成，所述纖維電極材料的化學式表示為：

CuO/xRFe₂O₄；

上式中，x=10～40at.%，R為Cu、Zn、Co、Mn、Ni中的一種或多種；

所述氧化銅和尖晶石型鐵氧體的晶粒大小為納米級，所述纖維電極材料的纖維直徑在微米級。

2.根據權利要求1所述的納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料，其特征在于：所述氧化銅的晶粒大小為20nm～40nm，所述尖晶石型鐵氧體的晶粒大小為30nm～55nm。

3.根據權利要求1或2所述的納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料，其特征在于：所述纖維電極材料的纖維直徑為1μm～5μm，纖維長徑比為50～1000，纖維電極材料的表面孔孔徑分布在50nm～500nm。

4.一種如權利要求1～3中任一項所述的納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將乙酸銅與金屬Fe的無機鹽混合溶于去離子水中形成混合溶液，待完全溶解后加入有機酸，用氨水調節pH值至弱堿性，充分攪拌均勻后，于60℃～70℃溫度下蒸發去除水分得到可紡性凝膠，再經拉絲后得到纖維前驅體；

（2）將步驟（1）中制得的纖維前驅體進行高溫燒結，冷卻到室溫后得到納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，

在配制混合溶液時還向混合溶液中加入金屬R的無機鹽，或者在加入有機酸后向混合溶液中加入金屬R的無機鹽，再用氨水調節pH值；

所述無機鹽為硝酸鹽和/或乙酸鹽；

所述金屬R為銅、鈷、鎳、錳、鋅中的一種或多種。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，

所述有機酸為酒石酸、檸檬酸、乳酸中的一種或多種的任意比混合，且有機酸的總量與混合溶液中金屬離子總量的摩爾比為0.8～2.0:1。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，

用氨水調節pH值至弱堿性是指將pH值調節至9～10。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，

所述充分攪拌均勻所需的時間為15h～48h，且所述蒸發是采用旋轉蒸發操作方式，旋轉蒸發時的轉速控制在35r/min～55r/min。

9.根據權利要求4～8中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，

高溫燒結過程的升溫速率為2℃/min～10℃/min，高溫燒結的溫度為600℃～1100℃，燒結保溫時間為2h～6h。

10.一種如權利要求1～3中任一項所述的或者如權利要求4～9中任一項所述制備方法得到的納米晶氧化銅/鐵氧體復合多孔纖維電極材料在制備超級電容器中的應用。