[發明專利]一種納米氧化鐵/銅復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202111000315.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113707464B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 李爽;邵旗招;羅敏;張瑞瑩;鄧潔;劉慧慧
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/46;H01G11/24;H01G11/86;C01G49/06
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.納米氧化鐵/銅復合材料于制備超級電容器電極材料中的用途，其特征在于，所述納米氧化鐵/銅復合材料包括Fe₃O₄納米顆粒和銅納米球，所述銅納米球的粒徑為100-150nm；

所述納米氧化鐵/銅復合材料中銅納米球與Fe₃O₄納米顆粒的摩爾比為5：1；

在電流密度為1A/g的三電極體系測試時，所述納米氧化鐵/銅復合材料的比電容為957-1126F/g；

在電流密度為1A/g的雙電極體系測試時，所述納米氧化鐵/銅復合材料的比電容為513-558F/g，功率密度為500-550W/Kg，能量密度為71.25-78.32Wh/Kg；

所述納米氧化鐵/銅復合材料在電流密度為20A/g的條件下連續循環2000次后，其電容保留率在80%以上。

2.根據權利要求1中所述的用途，其特征在于，所述納米氧化鐵/銅復合材料的制備方法包括：使包含銅源、鐵源、乙酸鹽和溶劑的混合反應體系于180-200℃發生水熱反應15-20h，制得納米氧化鐵/銅復合材料。

3.根據權利要求2中所述的用途，其特征在于，所述納米氧化鐵/銅復合材料的制備方法具體包括：將銅源、鐵源分別溶于溶劑形成銅源溶液、鐵源溶液，之后混合攪拌30-60min，再加入乙酸鹽混合繼續攪拌30-60min，形成所述混合反應體系；

其中，所述銅源選自氯化銅、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅中的任意一種或兩種以上的組合；所述鐵源選自氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、檸檬酸鐵銨中的任意一種或兩種以上的組合；所述乙酸鹽選自乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸胺中的任意一種或兩種以上的組合；所述溶劑選自乙二醇；所述銅源與鐵源的摩爾比為5：1；所述乙酸鹽與銅源的摩爾比為4：1-10：1。

4.根據權利要求2中所述的用途，其特征在于，所述納米氧化鐵/銅復合材料的制備方法還包括：在所述水熱反應完成后，對所獲產物進行洗滌、干燥處理；其中，所述制備方法包括：采用蒸餾水對所獲產物進行洗滌，直至洗滌所獲濾液呈中性；所述干燥處理的溫度為60-100℃，時間為12-24h。

5.一種超級電容器電極材料，其特征在于包括權利要求1或2所述的納米氧化鐵/銅復合材料。

6.一種超級電容器電極材料的制備方法，其特征在于包括：

提供權利要求1或2所述的納米氧化鐵/銅復合材料；

以及，將所述納米氧化鐵/銅復合材料、導電劑與粘合劑混合形成漿料，之后將所述漿料施加于基底材料表面，制得超級電容器電極材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述導電劑選自乙炔黑和/或高導電碳黑；所述粘合劑選自聚四氟乙烯粘合劑；所述納米氧化鐵/銅復合材料、乙炔黑與粘合劑的質量比為70-80：15-20：5-10；所述基底材料選自泡沫鎳。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于還包括：將所述漿料施加于基底材料表面后，進行壓制、干燥處理，制得所述超級電容器電極材料。