CN105633372A - 硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 - Google Patents
硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105633372A CN105633372A CN201610045037.5A CN201610045037A CN105633372A CN 105633372 A CN105633372 A CN 105633372A CN 201610045037 A CN201610045037 A CN 201610045037A CN 105633372 A CN105633372 A CN 105633372A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel sulfide
- composite material
- nickel
- carbon aerogel
- base carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004966 Carbon aerogel Substances 0.000 title claims abstract description 79
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 42
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 19
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims description 17
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Substances CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 12
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 4
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims 1
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 abstract description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLGYNVMUCSTYDQ-UHFFFAOYSA-N azane;pyridine Chemical compound N.C1=CC=NC=C1 DLGYNVMUCSTYDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 2
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical class N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/40—Fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
- H01M4/5815—Sulfides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于纳米材料技术领域，具体为一种硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法。本发明的复合材料是采用镍盐和硫源在氮掺杂纤维素基碳气凝胶上原位生长硫化镍纳米颗粒制备得到。其原料组成包括：富含纤维的生物质材料、镍盐、硫脲、多巴胺、苯胺单体；其制备过程包括：通过一步聚合法制备聚多巴胺包覆的纤维基生物质材料或聚苯胺包覆的纤维素基生物质材料；通过高温碳化法制备氮掺杂纤维素基碳气凝胶；通过一步溶剂热法在氮掺杂纤维基碳气凝胶表面原位生长硫化镍纳米颗粒。本发明所制得的复合材料具有硫化镍纳米颗粒在氮掺杂纤维基碳气凝胶上分布均匀的特点，可作为理想的超级电容器电极材料。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法。
背景技术
碳气凝胶是一种新型的的三维多孔材料，因其质轻、孔隙率高、比表面积大、导电率高和化学性质稳定而广泛被用作载体材料、吸附材料和超级电容器及锂离子电池等新能源器件的电极材料。纤维基碳气凝胶作为碳气凝胶的一种，它主要是由丰富的纤维组成的三维网络多孔结构，该纤维结构有助于具有高性能活性的纳米粒子的上载而备受关注。
氮原子与碳原子有着相似的原子大小，但氮原子含有孤对电子，可与苯环碳产生共轭。此外，氮原子具有供电子特性，可以提高碳材料的电荷传递效率，因此，对用作电极材料的碳气凝胶的氮掺杂显得十分重要。
硫化镍纳米颗粒是一种典型的过渡金属硫族化合物，具有较高的比容量，是一种理想的赝电容电极材料。但是，纯的硫化镍纳米颗粒易于团聚且导电性差、循环使用性能差，大大地限制了其赝电容性能的发挥。因此，将具有高赝电容性能的硫化镍纳米颗粒与具有高比表面积的导电性好、循环稳定性好的碳气凝胶材料进行复合显得尤为重要。
本发明旨在选用一些环境友好的原料，通过简单工艺设计，制备得到一种新型的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。该复合材料具有如下优势：所制备的氮掺杂纤维基碳气凝胶具有丰富的纤维结构，将之作为硫化镍纳米颗粒生长的基体材料，可以提供较多的硫化镍纳米颗粒生长位点，进而可以有效地抑制硫化镍纳米颗粒的团聚；此外，这种碳纤维结构的存在，在充放电的过程中，可以作为三维导电通路，有利于离子和电子的快速传输，进而可有效提高复合材料的电容量。因此，将二者进行合理复合和有效构筑，可以起到协同增强的作用。故本发明通过对富含纤维素的生物质材料进行氮掺杂制备得到氮掺杂纤维基碳气凝胶，进而以该纤维基碳气凝胶为模板原位生长硫化镍纳米颗粒制备硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备过程简单、制备成本低廉的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法。
本发明提供的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料，通过一步聚合法制备聚多巴胺包覆的纤维素基生物质材料或者通过一步法制备聚苯胺包覆的纤维素基生物质材料；通过高温碳化技术制备氮掺杂纤维素基碳气凝胶；通过一步溶剂热法制备硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。
本发明提供的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，具体步骤为：
（1）以富含纤维的生物质材料为原料，通过一步聚合法制备聚多巴胺包覆的纤维基生物质材料，或者通过一步聚合法制备聚苯胺包覆的纤维素基生物质材料；
（2）将上述所制备的聚合物包覆的生物质材料通过高温碳化技术制备氮掺杂纤维素基碳气凝胶，记为N-CFA；
（3）称取一定质量的镍盐和硫脲，加入到混合溶剂中，搅拌使其彻底溶解；
（4）称取一定质量的氮掺杂纤维素基碳气凝胶放入上述含有镍盐和硫源的混合溶剂中，然后转移到水热釜中，于160-200℃水热反应10-15h；将得到的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料用去离子水反复洗3-5次，干燥，备用。
本发明步骤（1）中，所述的富含纤维的生物质材料包括脱脂棉、木质素、细菌纤维素、蚕丝蛋白。所述的聚多巴胺包覆的纤维素基生物材料制备过程如下：取1-3g生物质材料，放入0.5-3mgmL-1的多巴胺缓冲液中，于40-70℃反应0.5-1h。所述的聚苯胺包覆的生物质材料的制备过程如下：取1-3g生物质材料，放入含有0.005M-0.03M的1M盐酸溶液中，于冰水浴中反应2-5h。
本发明步骤（2）中，所述的碳化条件为氮气氛围，碳化温度为750-950℃，碳化时间为1-3h。
本发明步骤（3）中，所述的镍盐包括硝酸镍、醋酸镍、氯化镍；所述混合溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和去离子水（体积比为2:1-1:2）、乙醇和去离子水（体积比为2:1-1:2）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）和去离子水（体积比为2:1-1:2），这些混合溶剂中，优选体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶剂。
本发明步骤（3）中，所述的镍盐与硫脲的摩尔比为1:0.8-1:1.2，优选摩尔比为1:1。
使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪、XPS、电化学工作站来表征本发明所获得的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的结构形貌及用作超级电容器电极材料的电性能，其结果如下：
（1）SEM的测试结果表明：本发明所用的脱脂棉具有丰富的纤维结构，其碳化后内部纤维表面粗糙不平，有明显的沟壑结构。此外，本发明中所制备的纤维素基碳气凝胶比重较轻，可立于狗尾巴草纤细的柔毛上（参见附图2）。经过聚多巴胺或聚苯胺氮掺杂以后，纤维结构保持完整，且纤维表面均匀地被聚多巴胺或聚苯胺碳化后留下的主要成分为碳-氮的纳米颗粒覆盖（参见附图3）。以此氮掺杂纤维素基碳气凝胶为基体，上载硫化镍纳米颗粒后的SEM测试结果表明，当镍盐和硫脲用量较少时，所得复合材料的纤维表面上硫化镍纳米颗粒较为稀疏，不能完全布满纤维表面。当镍盐和硫脲的用量提高到一定值后，所得样品的纤维表面均匀地覆盖了一层硫化镍纳米颗粒，无团聚现象的发生。然而，当镍盐和硫脲的用量过高时，所得样品的纤维表面被覆盖了一层致密的硫化镍纳米颗粒，且出现了团聚现象（参见附图4）。作为对照组实验，硫化镍纳米颗粒也能均匀地负载在纯纤维素基碳气凝胶表面（参见附图5）。此外，由附图6可知，纯硫化镍纳米颗粒易于团聚，且所形成的颗粒较大。
（2）XRD测试结果（参见附图7）表明，所制备的氮掺杂纤维素基碳气凝胶具有典型的X射线衍射峰，在2θ=26°有一个较宽较强的衍射峰和在2θ=44°有一个较弱的衍射峰，分别对应于(002)晶面和(100)晶面，表明所制备的碳气凝胶具有较低结晶度。所制备的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料上的硫化镍纳米颗粒和纯硫化镍纳米颗粒具有相同的结晶结构，均为β晶型，具体为在2θ=18.9°,30.8°,32.7°,36.2°,37.9°,41.0°,49.3°,50.7°,53.1°,57.9°,60.1°,66.8°,68.2°,73.5°和76.1°均有较强的衍射峰，分别对应于硫化镍的(110),(101),(300),(021),(220),(211),(131),(410),(401),(330),(012),(103),(200),(112)和(202)晶面，证明了硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的成功制备。
（3）XPS测试（附图8）表明，在XPS全谱图中清晰可见C，N，O，Ni和S元素的特征峰，表明所制备的复合材料中含有这五种元素。N1s的高分辨图谱结果显示，氮元素的键接方式有三种，分别是位于398.5，400.0和401.3eV的特征峰，对应于吡啶氮（N-6）、吡咯氮（N-5）和四元氮（N-Q）。研究表明，吡啶氮含有孤对电子，可与苯环产生共轭，吡咯氮具有供电子特性，可提高电荷的传递效率。因此，本发明中氮元素的掺杂有利于提高复合材料的赝电容特性。Ni2p的高分辨图谱结果显示四个特征峰，其中位于855.5和873.2eV的特征峰分别对应于Ni2p3/2和Ni2p1/2的峰，位于861.4和879.1eV的特征峰分别对应于Ni2p3/2和Ni2p1/2的卫星峰，这些特征峰的存在，证明了复合材料中镍元素是以+2价存在的。此外，S2p的高分辨图谱结果显示两个特征峰，分别是位于162.4和161.1eV的特征峰，表明所制备的复合材料中硫元素是以-2价存在的。因此，通过XPS表征，同样证明了本发明成功制备了硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。
（4）电化学工作站测试结果表明，循环伏安测试表明（参见附图9A），所制备的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维素基碳气凝胶复合材料的循环伏安曲线出现了清晰的氧化还原峰，充分表明了该复合材料具有良好的赝电容特性和可逆充放电过程。此外，不同的扫描速率下，循环伏安曲线具有相似的线形状，表明所制备的复合材料具有良好的倍率性能。充放电测试表明（参见附图9B），所制备的复合材料在1Ag-1的电流密度下具有高达1612.5Fg-1的电容值，表明本发明所制备的复合材料具有优异的电容性能。此外，在大电流密度下（20Ag-1），仍具有较高的电容值，为1075.0Fg-1，该结果同样表明所制备的复合材料具有良好的倍率性能。作为对照组实验，虽然硫化镍纳米颗粒/纤维素基碳气凝胶复合材料和纯硫化镍纳米颗粒的充放电曲线表现出平台效应，表明这两种材料也具有赝电容特性，但是，这两种材料的电容性能不及硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维素基碳气凝胶复合材料的电容性能（在1Ag-1的电流密度下，硫化镍纳米颗粒/纤维素基碳气凝胶复合材料的电容值为1232.5Fg-1，纯硫化镍纳米颗粒的电容值为1170.0Fg-1。
本发明与现有技术相比，其显著优点如下：
（1）原料来源广泛、成本低廉且可再生。自然界中诸如棉花、各种木质素、细菌纤维素及蚕丝蛋白等富含纤维素的生物质材料均可作为制备氮掺杂纤维素基碳气凝胶的原料；
（2）制备过程简单、环保、易于操作，是一种绿色化学制备方法。对此本发明中的氮掺杂纤维素基碳气凝胶的制备仅仅只需要高温碳化，而不需要费时的溶胶-凝胶过程、成本较高的干燥（超临界二氧化碳干燥或冷冻干燥）过程；
（3）实验设计巧妙。其一，所制备的氮掺杂纤维素基碳气凝胶具有丰富的纤维结构，且这些纤维结构相互贯穿或者搭接，形成三维导电通路，有利于充放电过程中电子和离子的传输。此外，这些纤维结构表面富含沟壑结构且表面粗糙，可为硫化镍纳米颗粒的生长提供较多的生长点，不但可以有效地抑制硫化镍纳米颗粒的团聚，还可以更好地暴露硫化镍纳米颗粒的活性位点，进而有效提高硫化镍纳米颗粒的电容性能。
其二，通过简单的一步溶剂热反应将二维的片层材料与三维的多孔材料进行有效复合，构建了具有优异电容性能的复合材料。其中，作为基体材料的氮掺杂纤维素基碳气凝胶具有优异的导电性能，有利于离子和电子的快速传输；硫化镍纳米颗粒则具有优异的赝电容特性，将二者进行结合，可以扬长避短，有效发挥出各自的优势，起到协同增强的作用。
附图说明
图1是本发明中硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料制备过程示意图。
图2是本发明中所用的原料脱脂棉的SEM图（A），纤维素基碳气凝胶的低倍（B）和高倍（C）SEM图以及纤维素基碳气凝胶立于狗尾巴草上的数码照片（D）。
图3是来源于聚多巴胺氮掺杂纤维素基碳气凝胶的SEM低倍（A）和高倍（B）图以及来源于聚苯胺氮掺杂纤维素基碳气凝胶的SEM低倍（C）和高倍（D）图。
图4是本发明中所制备的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的低倍和高倍SEM图，分别为NiS/N-CFA-2（A,B）、NiS/N-CFA-4（C,D）、NiS/N-CFA-6（E,F）和NiS/N-CFA-8（H,I）。
图5是本发明中所制备的硫化镍/纤维素基碳气凝胶的SEM低倍（A）和高倍（B）图。
图6纯硫化镍纳米颗粒SEM的低倍（A）和高倍（B）图。
图7是氮掺杂纤维素基碳气凝胶、纯硫化镍和硫化镍纳米颗粒/纤维基碳气凝胶复合材料的X射线衍射（XRD）曲线。
图8是本发明中所制备的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的XPS曲线。
图9是本发明中所制备的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的循环伏安曲线（A）和充放电曲线（B）。
图10是本发明中所制备的硫化镍纳米颗粒/纤维基碳气凝胶复合材料（A）和纯硫化镍纳米颗粒（B）的充放电曲线。
具体实施方式
下面结合具体实例（本发明中所说的制备氮掺杂纤维基碳气凝胶的原料富含纤维素的生物质材料以脱脂棉为例，其它来源于诸如木质素、细菌纤维素和蚕丝蛋白的纤维基碳气凝胶的制备方法与来源于脱脂棉的纤维基碳气凝胶的制备方法一致），进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1，本实施例包括以下步骤：
（1）制备多巴胺包覆的纤维基生物质材料。将2.8g三（羟甲基）胺基甲烷和1.75g三（羟甲基）胺基甲烷盐酸盐溶于350mL去离子水中，待溶解完全后加入350mg多巴胺单体搅拌溶解。取2g脱脂棉放入上述溶液中，并将此含有脱脂棉的多巴胺溶液放置于60℃水浴中，搅拌反应1h。反应结束后，用去离子水反复洗涤样品3-5次，干燥备用；
（2）取（1）中干燥好的聚多巴胺包覆的脱脂棉材料放于坩埚中，在氮气保护下于管式炉中800℃碳化2h。所得到的氮掺杂纤维素基碳气凝胶记为NDA-CFA；
（3）将2mmol乙酸镍和4mmol硫脲溶解于30mL的混合溶剂中（DMF和去离子水的体积比为1：2），然后加入50mg氮掺杂纤维素基碳气凝胶，于180℃水热反应12h即可得到的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。将所得产物用去离子水反复洗3-5次，干燥，并将此产物记为NiS/N-CFA-2。
实施例2，将实施例1中的乙酸镍和硫脲用量分别变为4mmol和8mmol，其余均同实施例1，最终所获得的复合材料记为NiS/N-CFA-4。
实施例3，将实施例1中的乙酸镍和硫脲用量分别变为6mmol和12mmol，其余均同实施例1，最终所获得的复合材料记为NiS/N-CFA-6。
实施例4，将实施例1中的乙酸镍和硫脲用量分别变为8mmol和16mmol，其余均同实施例1，最终所获得的复合材料记为NiS/N-CFA-8。
实施例5，本实施例包括以下步骤：
（1）制备聚苯胺包覆的纤维基生物质材料。将279.2mg苯胺单体溶于300mL溶度为1M的盐酸溶液中，然后加入2g脱脂棉浸泡0.5h，之后放入冰水浴中。同时将684.6mg过硫酸铵溶解于20mL溶度为1M的盐酸溶液中。将溶解好的多硫酸铵溶液逐滴加入到浸有脱脂棉的苯胺单体溶液中，搅拌在冰水浴中反应5h。反应结束后，用去离子水反复洗涤样品3-5次，干燥备用；
（2）取（1）中干燥好的聚苯胺包覆的脱脂棉材料放于坩埚中，在氮气保护下于管式炉中800℃碳化2h。所得到的氮掺杂纤维素基碳气凝胶记为NAI-CFA；
（3）将6mmol乙酸镍和8mmol硫脲溶解于30mL的混合溶剂中（DMF和去离子水的体积比为1：2），然后加入50mg氮掺杂纤维素基碳气凝胶，于180℃水热反应12h即可得到的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。将所得产物用去离子水反复洗3-5次，干燥，并将此产物记为NiS/NAI-CFA-6。
实施例6，对照组实验，本实施例具体包括以下步骤：
（1）制备纤维素基碳气凝胶。取2g脱脂棉放于坩埚中，在氮气保护下于管式炉中800℃碳化2h。所得到的纤维素基碳气凝胶记为CFA；
（2）将6mmol乙酸镍和8mmol硫脲溶解于30mL的混合溶剂中（DMF和去离子水的体积比为1：2），然后加入50mg纤维素基碳气凝胶，于180℃水热反应12h即可得到的硫化镍纳米颗粒/纤维基碳气凝胶复合材料。将所得产物用去离子水反复洗3-5次，干燥，并将此产物记为NiS/CFA。
实施例7，对照组实验，本实施例具体包括以下步骤：
将6mmol乙酸镍和8mmol硫脲溶解于30mL的混合溶剂中（DMF和去离子水的体积比为1：2），于180℃水热反应12h即可得到的纯硫化镍纳米颗粒。将所得产物用去离子水反复洗3-5次，干燥，并将此产物记为NiS。
在电化学超级电容器电极材料的测试中，采用了三电极电化学测试系统，以石墨烯/聚酰亚胺基碳气凝胶作为工作电极，铂丝电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极。
上述电化学测试方法中相关的工艺参数为：将本发明中所制备的电极材料与乙炔黑、PTFE乳液（60%）按质量比8:1:1均匀混合在一起，然后涂敷在泡沫镍集流体上。其中，PTFE乳液需要用乙醇破乳。将涂敷好的泡沫镍电极放在恒温干燥箱中120℃干燥至恒重，通过质量差法计算涂在泡沫镍集流体上的电极材料的质量。最后通过压片机将所制备的电极片在10MPa的压力下维持1min，即可制备好测试所需用的电极片。
Claims (7)
1.一种硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）以富含纤维的生物质材料为原料，通过一步聚合法制备聚多巴胺包覆的纤维基生物质材料，或者通过一步聚合法制备聚苯胺包覆的纤维素基生物质材料；
（2）将上述所制备的聚合物包覆的生物质材料通过高温碳化技术制备氮掺杂纤维素基碳气凝胶；
（3）将镍盐和硫脲，加入到混合溶剂中，搅拌使其彻底溶解；
（4）将氮掺杂纤维素基碳气凝胶放入上述含有镍盐和硫源的混合溶剂中，然后转移到水热釜中，于160-200℃水热反应10-15h；将得到的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料用去离子水反复洗3-5次，干燥。
2.根据权利要求1所述的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）所述的生物质材料选自脱脂棉、木质素、细菌纤维素、蚕丝蛋白；所述的聚多巴胺包覆的纤维素基生物材料制备过程如下：取1-3g生物质材料，放入0.5-3mgmL-1的多巴胺缓冲液中，于40-70℃反应0.5-1h；所述的聚苯胺包覆的生物质材料的制备过程如下：取1-3g生物质材料，放入含有0.005M-0.03M的1M盐酸溶液中，于冰水浴中反应2-5h。
3.根据权利要求1所述的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的高温碳化的条件为氮气氛围，碳化温度为750-950℃，碳化时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于步骤（3）所述的镍盐选自硝酸镍、醋酸镍、氯化镍；所述混合溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺和去离子水，两者体积比为2:1-1:2，乙醇和去离子水，两者体积比为2:1-1:2，N,N-二甲基乙酰胺和去离子水，两者体积比为2:1-1:2。
5.根据权利要求1、2或3所述的硫化镍纳米颗粒/纤维基碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述的镍盐与硫脲的摩尔比为1:0.8-1:1.2。
6.一种由权利要求1-5之一所述的制备方法制备得到的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料。
7.如权利要求6所述的硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料作为高性能超级电容器的电极材料的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610045037.5A CN105633372B (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610045037.5A CN105633372B (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105633372A true CN105633372A (zh) | 2016-06-01 |
| CN105633372B CN105633372B (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=56048088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610045037.5A Expired - Fee Related CN105633372B (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105633372B (zh) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106340399A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-18 | 大连理工大学 | 一种功能化聚多巴胺衍生炭层包覆碳基底的制备方法及应用 |
| CN106430329A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-02-22 | 南京信息工程大学 | 一种超级电容器电极材料及其制备方法 |
| CN107017095A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-08-04 | 青岛科技大学 | 一种银/碳纤维素气凝胶超级电容器电极材料的制备方法 |
| CN107195480A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-09-22 | 国家纳米科学中心 | 一种柔性多孔碳材料及其制备方法与应用 |
| CN107482191A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-15 | 东北大学 | 用于电池负极的NiS@C纳米复合材料及其制备方法 |
| CN108862239A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-11-23 | 陈太师 | 一种高韧性炭气凝胶的制备方法 |
| CN109378485A (zh) * | 2018-11-03 | 2019-02-22 | 东华大学 | 一种基于纳米线的非金属吡啶氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN109776851A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-05-21 | 浙江工业大学 | 一种细菌纤维素/金属硫化物复合凝胶及其制备方法和导电处理方法 |
| CN109950560A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-28 | 宁波工程学院 | 一种基于生物质的碳纤维负载氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法及其应用 |
| CN110060873A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 齐鲁工业大学 | 一种中空生物碳球基硫化镍纳米棒超级电容器及制备方法 |
| CN110379640A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 苏州科技大学 | 多层次结构复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110380019A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-25 | 华南农业大学 | 一种用于钾离子电池的金属硫族化合物/三维网络层次孔炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110504438A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-26 | 河南师范大学 | 一种异原子掺杂碳包覆二维金属硒化物纳米片复合材料的制备方法及其应用 |
| CN112029152A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-04 | 肇庆市海特复合材料技术研究院 | 一种纳米纤维素/金属颗粒复合气凝胶的制备方法 |
| CN112281491A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 齐鲁工业大学 | 一种植物纤维基加强型碳纤维网络的制备及其应用 |
| CN112391700A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-23 | 河北工业大学 | 用于锂硫电池的mof修饰的纤维素材料中间层及制备方法 |
| CN112701266A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 江西昌河汽车有限责任公司 | 一种多孔碳、硫复合材料的制备方法及其应用 |
| CN114094086A (zh) * | 2021-11-20 | 2022-02-25 | 华北科技学院(中国煤矿安全技术培训中心) | 金属元素掺杂的碱金属离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN114388736A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-22 | 海南大学 | 一种生物质炭制备锂/钠离子电池硬碳负极的方法 |
| CN114684805A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-01 | 东南大学 | 一种碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
| CN115223799A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-10-21 | 绵阳职业技术学院 | 一种氮掺杂石墨碳碲化钴/碳气凝胶复合材料的制备方法及应用 |
| CN115463625A (zh) * | 2022-10-26 | 2022-12-13 | 湖北大学 | 银纳米线-木质素衍生碳复合气凝胶及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105056983A (zh) * | 2015-07-25 | 2015-11-18 | 复旦大学 | 一种二硫化钼纳米片/氮掺杂碳纤维杂化材料及其制备方法 |
| CN105244482A (zh) * | 2015-09-12 | 2016-01-13 | 复旦大学 | 硫化钴镍/石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-01-22 CN CN201610045037.5A patent/CN105633372B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105056983A (zh) * | 2015-07-25 | 2015-11-18 | 复旦大学 | 一种二硫化钼纳米片/氮掺杂碳纤维杂化材料及其制备方法 |
| CN105244482A (zh) * | 2015-09-12 | 2016-01-13 | 复旦大学 | 硫化钴镍/石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106340399A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-18 | 大连理工大学 | 一种功能化聚多巴胺衍生炭层包覆碳基底的制备方法及应用 |
| CN106430329A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-02-22 | 南京信息工程大学 | 一种超级电容器电极材料及其制备方法 |
| CN107195480A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-09-22 | 国家纳米科学中心 | 一种柔性多孔碳材料及其制备方法与应用 |
| CN107017095A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-08-04 | 青岛科技大学 | 一种银/碳纤维素气凝胶超级电容器电极材料的制备方法 |
| CN107482191A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-15 | 东北大学 | 用于电池负极的NiS@C纳米复合材料及其制备方法 |
| CN108862239A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-11-23 | 陈太师 | 一种高韧性炭气凝胶的制备方法 |
| CN109378485A (zh) * | 2018-11-03 | 2019-02-22 | 东华大学 | 一种基于纳米线的非金属吡啶氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN109378485B (zh) * | 2018-11-03 | 2022-07-12 | 东华大学 | 一种基于纳米线的非金属吡啶氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN109776851A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-05-21 | 浙江工业大学 | 一种细菌纤维素/金属硫化物复合凝胶及其制备方法和导电处理方法 |
| CN109950560A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-28 | 宁波工程学院 | 一种基于生物质的碳纤维负载氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法及其应用 |
| CN110060873B (zh) * | 2019-04-17 | 2020-12-08 | 齐鲁工业大学 | 一种中空生物碳球基硫化镍纳米棒超级电容器及制备方法 |
| CN110060873A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 齐鲁工业大学 | 一种中空生物碳球基硫化镍纳米棒超级电容器及制备方法 |
| CN110380019A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-25 | 华南农业大学 | 一种用于钾离子电池的金属硫族化合物/三维网络层次孔炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110379640A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 苏州科技大学 | 多层次结构复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110504438A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-26 | 河南师范大学 | 一种异原子掺杂碳包覆二维金属硒化物纳米片复合材料的制备方法及其应用 |
| CN112029152A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-04 | 肇庆市海特复合材料技术研究院 | 一种纳米纤维素/金属颗粒复合气凝胶的制备方法 |
| CN112281491B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-07-22 | 齐鲁工业大学 | 一种植物纤维基加强型碳纤维网络的制备及其应用 |
| CN112281491A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 齐鲁工业大学 | 一种植物纤维基加强型碳纤维网络的制备及其应用 |
| CN112391700B (zh) * | 2020-11-06 | 2022-04-26 | 河北工业大学 | 用于锂硫电池的mof修饰的纤维素材料中间层及制备方法 |
| CN112391700A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-23 | 河北工业大学 | 用于锂硫电池的mof修饰的纤维素材料中间层及制备方法 |
| CN112701266A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 江西昌河汽车有限责任公司 | 一种多孔碳、硫复合材料的制备方法及其应用 |
| CN114094086A (zh) * | 2021-11-20 | 2022-02-25 | 华北科技学院(中国煤矿安全技术培训中心) | 金属元素掺杂的碱金属离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN114094086B (zh) * | 2021-11-20 | 2024-04-26 | 华北科技学院(中国煤矿安全技术培训中心) | 金属元素掺杂的碱金属离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN114388736A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-22 | 海南大学 | 一种生物质炭制备锂/钠离子电池硬碳负极的方法 |
| CN114388736B (zh) * | 2021-12-15 | 2024-01-30 | 海南大学 | 一种生物质炭制备锂/钠离子电池硬碳负极的方法 |
| CN114684805A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-01 | 东南大学 | 一种碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
| CN114684805B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-03-21 | 东南大学 | 一种碳气凝胶复合材料及其制备方法 |
| CN115223799A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-10-21 | 绵阳职业技术学院 | 一种氮掺杂石墨碳碲化钴/碳气凝胶复合材料的制备方法及应用 |
| CN115463625A (zh) * | 2022-10-26 | 2022-12-13 | 湖北大学 | 银纳米线-木质素衍生碳复合气凝胶及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105633372B (zh) | 2019-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105633372A (zh) | 硫化镍纳米颗粒/氮掺杂纤维基碳气凝胶复合材料及其制备方法 | |
| Lu et al. | Nitrogen-and oxygen-doped carbon with abundant micropores derived from biomass waste for all-solid-state flexible supercapacitors | |
| Sun et al. | Facile and green synthesis of 3D honeycomb-like N/S-codoped hierarchically porous carbon materials from bio-protic salt for flexible, temperature-resistant supercapacitors | |
| Lu et al. | Adjusting the interface structure of graphdiyne by H and F co-doping for enhanced capacity and stability in Li-ion battery | |
| CN105355450B (zh) | 一种氮掺杂碳纤维/氮掺杂石墨烯/细菌纤维素膜材料的制备方法及其应用 | |
| Liu et al. | Synchronous-ultrahigh conductive-reactive N-atoms doping strategy of carbon nanofibers networks for high‐performance flexible energy storage | |
| CN106848202B (zh) | 一种锂离子电池负极片的制备方法 | |
| Xia et al. | Nitrogen and oxygen dual-doped hierarchical porous carbon derived from rapeseed meal for high performance lithium–sulfur batteries | |
| CN110330016A (zh) | 一种无烟煤基多孔碳石墨微晶和孔隙的一步协同发展方法 | |
| CN102087921A (zh) | 一种自支撑超级电容器电极材料及其制备方法 | |
| CN106024408B (zh) | 一种氧化钌-硫化铜复合材料、应用及一种超级电容器用的电极片 | |
| CN104071768B (zh) | 孔径分级分布的部分石墨化多孔碳电极材料及其制备方法 | |
| Bao et al. | Heteroatom doping and activation of carbon nanofibers enabling ultrafast and stable sodium storage | |
| CN107275116B (zh) | 一种氮掺杂有序多孔高导电石墨烯纤维及其制备方法与应用 | |
| CN110265226A (zh) | 一种硫化镍/碳化三聚氰胺泡沫复合电极材料及其制备方法 | |
| WO2023104141A1 (zh) | N/o共掺杂的硫化钼@多孔碳复合电极材料及其制备方法、负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN107359053A (zh) | 石墨烯/碳化纳米纤维素复合碳材料及其制备方法和应用 | |
| CN108039283B (zh) | 一种基于原位聚合的富氮掺杂多级孔碳材料及其制备方法与应用 | |
| CN105236406A (zh) | 一种超级电容器用球形活性炭的制备方法 | |
| AU2020101283A4 (en) | Method for Manufacturing Straw-Based Activated Carbon Electrode Material for Super Capacitor with Energy Storage Efficiency Enhanced Through Acid Mine Drainage | |
| Peng et al. | Hierarchical rapeseed stalk-derived activated carbon porous structure with N and O codoping for symmetric supercapacitor | |
| CN105405681A (zh) | 一种石墨烯-活性炭复合电极材料的制备方法 | |
| CN105070889A (zh) | 一种负载二氧化钛纳米薄膜和四氧化三铁纳米颗粒的碳纤维材料的制备方法、产品及应用 | |
| CN109336085B (zh) | 木质素基炭纳米片储能材料及其制备方法和应用 | |
| CN111430153B (zh) | 一种用于全固态超级电容器的碳纳米气凝胶材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190705 Termination date: 20220122 |