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静电纺丝法制备CuO/C 复合纳米纤维

产品手册    2021-09-18 15:14

目前,锂离子电池已经成功商业化并取得了很大的成功,随着锂离子电池在电动汽车等动力系统领域的快速发展,使得锂资源的供应越来越紧张,锂资源成本也不断增加。钠离子与锂离子在物理和化学性质上非常相似,相比之下,钠资源更丰富,价格更低廉,所以钠离子电池被认为是一种有望替代锂离子电池的能量存储系统。目前钠离子电池的研究还尚不成熟,对负极材料的开发相对滞后。开发性能优异、价格低廉的钠离子电池负极材料依然是研究人员关注的热点。近年来大量的研究表明将CuO与炭材料复合并且制备成纳米材料是解决这一问题的有效途径。然而,目前尚无采用酚醛树脂为前驱体制备钠离子电池负极用CuO/C复合纳米纤维的报道。

 

1 实验

1.1 原料

硝酸铜;甲醛溶液; 聚偏氟乙烯(PVDF)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF);聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

1.2 酚醛树脂溶液的制备

将苯酚装入到圆底烧瓶中,水浴搅拌后,加入 NaOH 溶液,继续搅拌,随后升温到75 ℃,待温度稳定后加入甲醛进行搅拌。待温度自然冷却至室温后,用稀盐酸溶液调节溶液pH 到中性。然后 采用真空蒸馏的方法将溶液中的水分去除,加入乙醇配制成的酚醛树脂/乙醇溶液。

1.3 CuO/C 复合纳米纤维的制备

称取酚醛树脂溶液、PVP 加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,随后加入Cu(NO3)2·3H2O,常温下搅拌得到纺丝液。将制备好的纺丝液装入到医用注射器中,进行静电纺丝。将静电纺出的纳米纤维在空气中固化,待其自然冷却得到固化纤维,命名为NF。再在氩气气氛中进行炭化,最后再将炭化样在空气中进行氧化。将炭化样品命名为Cu-CNF-X,经空气氧化后的样品命名为CuO-CNF-X 。

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图1 复合纳米纤维的SEM 图。