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一種基于聚多巴胺的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料及其制備方法

  • 專利類型:發(fā)明專利
  • 有效期:不限
  • 發(fā)布日期:2021-12-26
  • 技術(shù)成熟度:通過小試
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態(tài)核實
  • 簽署交易協(xié)議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

專利推薦

  • 技術(shù)(專利)類型 發(fā)明專利
  • 申請?zhí)?專利號 CN201610199883.2 
  • 技術(shù)(專利)名稱 一種基于聚多巴胺的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料及其制備方法 
  • 項目單位 復旦大學
  • 發(fā)明人 劉天西,鄢家杰,張由芳,黃云鵬,左立增,顧華昊,魯恒毅,繆月娥 
  • 行業(yè)類別 其他領域
  • 技術(shù)成熟度 通過小試
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯(lián)系人 許紫艾
  • 發(fā)布時間 2021-12-26  
  • 01

    項目簡介

    本發(fā)明屬于復合纖維材料技術(shù)領域,具體為一種基于聚多巴胺的多孔碳纖維/二硒化鉬納米片復合材料及其制備方法。本發(fā)明方法包括:將可紡性高分子材料配制成紡絲溶液,通過靜電紡絲裝置制備得到結(jié)構(gòu)均勻的多孔纖維;將多孔纖維浸泡于多巴胺溶液中,通過調(diào)節(jié)多巴胺溶液的濃度以及反應時間控制聚多巴胺包覆層的厚度;通過高溫碳化處理,實現(xiàn)聚多巴胺修飾的多孔纖維材料的碳化;通過水熱在多孔纖維表面均勻上載二硒化鉬納米片。本發(fā)明方法安全環(huán)保,制備出的多孔碳纖維/二硒化鉬具有活性物質(zhì)含量高、比表面積高、導電率高和物理化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點,是制備活性電催化劑用于析氫反應的理想電極材料。
    展開
  • 02

    說明書

    1.一種基于聚多巴胺的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于具體
    步驟如下:
    (1)將可紡性高分子溶解于溶液中配制成紡絲液,通過配有液體接收裝置的靜電紡絲
    技術(shù)制備得到多孔纖維;
    (2)將多孔纖維置于多巴胺溶液中反應,得到聚多巴胺的包覆層;
    (3)將聚多巴胺修飾的多孔纖維進行高溫碳化,得到具有多孔結(jié)構(gòu)的碳纖維材料;
    (4)將多孔碳纖維浸泡于濃酸溶液中5-6 h進行酸化處理,然后用去離子水反復洗3-5
    次,干燥備用;
    (5)將硒單質(zhì)加入水合肼中,加熱溶解備用;
    (6)將上述得到的碳纖維、含硒單質(zhì)水合肼溶液和鉬鹽放入溶劑中,轉(zhuǎn)移至水熱釜中,
    于180-220 ℃水熱反應12-24 h;將得到的多孔碳纖維/二硒化鉬納米片復合材料用去離子
    水反復洗3-5次,然后干燥備用;
    (7)將制備得到的多孔碳纖維/二硒化鉬納米片復合材料進行熱處理完善二硒化鉬納
    米片的晶體結(jié)構(gòu)。
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于步驟
    (1)中所述的可紡性高分子選自聚丙烯腈、聚酰胺酸、聚酰胺以及聚苯乙烯;配置的紡絲液
    固含量范圍為8%~20%;接收裝置所盛液體包括液氮或乙醇。
    3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于
    步驟(2)中所述的多巴胺溶液的濃度范圍為0.5~3 mg/mL,其中使用pH緩沖液Tris/Tris·
    HCl,其濃度為10 mM/L;反應溫度為55-65℃,反應時間為3-12 h。
    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于步驟
    (3)中所述的高溫碳化過程為:將所得到的聚多巴胺包覆的多孔纖維置于管式爐中,在氮氣
    氛圍中控制程序升溫,即從室溫升溫到400-500℃,時間為1-2 h,保溫0.5-1 h;然后再升溫
    到600-800℃,升溫時間為1-3 h,保溫1-2 h。
    5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在
    于步驟(4)中所述的濃酸溶液為濃度50%以上濃硫酸或者濃硝酸溶液。
    6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于步驟
    (5)中所述的硒單質(zhì)溶于水合肼溶液配制濃度為1~3 mg/mL。
    7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征
    在于步驟(6)中所述的鉬鹽選自鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代鉬酸銨;分散碳纖維、鉬鹽和硒鹽所用
    的溶劑選自去離子水、乙醇、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮及二甲基甲酰胺。
    8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特征在于步驟
    (6)中所述的鉬鹽與硒鹽的摩爾比為1:2,碳纖維與二硒化鉬的投料質(zhì)量比為4:1-4:4。
    9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料的制備方法,其特
    征在于步驟(7)所述的熱處理溫度為300-450℃。
    10.由根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述制備方法制備得到的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材
    料。
    11.如權(quán)利要求10所述的多孔碳纖維/二硒化鉬復合材料作為催化劑、儲氫材料及超級
    電容器或鋰離子電池的電極材料的應用。
    展開

專利技術(shù)附圖

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