利用静电纺丝技术制备纳米锡/碳复合纳米纤维的方法

摘要

一种利用静电纺丝技术制备纳米锡/碳复合纳米纤维的方法，首先将氯化亚锡，聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈利用静电纺丝技术制备为复合纳米纤维，然后在氮气气氛下煅烧以使聚丙烯腈碳化、SnCl₂分解、聚甲基丙烯酸甲酯热解并形成多孔结构，从而得到纳米锡/碳复合纳米纤维。本发明的优点是：制备工艺简单、反应条件易于控制、重复率高；得到的Sn颗粒仅为1‑2 nm并且均匀镶嵌在氮掺杂的多孔碳纳米纤维中，Sn的质量百分比可达60‑65%；该复合材料微观呈现纳米纤维交织而成的三维网络结构，无需粘结剂便可直接用作钠离子电池的负极，不仅具有很高的电化学储钠可逆容量，而且具有优异的倍率性能和循环稳定性，应用前景十分光明。

主权项

一种利用静电纺丝技术制备钠离子电池纳米锡/碳复合纳米纤维负极的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将聚丙烯腈(PAN)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)加入N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中，在80℃下搅拌24h溶解得到溶液；2)将氯化亚锡(SnCl₂)溶解于上述溶液中，在60℃下搅拌12h，得到混合液；3)将上述混合液转移至注射器中，以10μL min^‑1的推进速度注射至接收铜箔，注射器与接收铜箔之间距离为15‑20cm，同时在注射器与接收铜箔之间施加14‑16kV的高压静电场，纺丝时间为10‑15小时，收集得到电纺丝薄膜厚度为30‑50μm；4)将上述收集到的电纺丝薄膜在氮气气氛中，于250℃下煅烧5‑6h以使电纺丝稳定化，然后以5℃ min^‑1的升温速率升温至700℃并煅烧1h以使聚丙烯腈碳化、氯化亚锡分解、聚甲基丙烯酸甲酯热解并形成多孔结构，从而得到纳米锡/碳复合纳米纤维钠离子电池负极。