豌豆状纳米管及其梯度热解静电纺丝制备方法和应用

摘要

本发明属于纳米材料与电化学器件技术领域，具体涉及一种豌豆状纳米管及其梯度热解静电纺丝制备方法和应用，该材料可作为在锂离子或其他电化学器件的材料，并具有极大的普适性。本发明的豌豆状纳米管其形貌结构均匀，纳米颗粒像豌豆一样均匀地分布在碳纳米管内部。纳米管外直径50～200nm，内管直径50～100nm，碳纳米管壁的厚度为10～30nm，晶粒尺寸50～100nm。本发明的有益效果是：本发明利用梯度热解静电纺丝法制备豌豆状纳米管，其原料廉价、工艺简单环保、方法普适，具有大规模应用的潜力。该材料作为锂离子电池电极材料或其他电化学器件的材料，具有优异的电化学性能。

主权项

豌豆状纳米管的制备方法，包括有以下步骤：1)按照化学计量比称取可溶于水的无机盐，加入去离子水，在室温条件下磁力搅拌使其全部溶解，形成透明的溶液；2)分别称取不同量的高、中、低分子量的聚乙烯醇，同时加入到步骤1)的溶液，将其放到60～90℃的恒温水浴锅中磁力搅拌6～12小时使其溶解；3)将步骤2)的溶液取出后，室温静置2～6小时，得到均匀透明的前驱体溶液；4)将步骤3)前驱体溶液加入到注射器中，在正高压15～20kV，负高压0～‑2kV的条件下进行静电纺丝，用铝箔接收纳米纤维；5)将步骤4)获得的纳米纤维直接放入到已经升温到250～350℃的马弗炉中，保温1～5小时，然后再将所得到的产物在管式炉中惰性气氛下进行高温烧结，使初步裂解的聚乙烯醇碳化形成碳纳米管，无机盐发生聚合反应形成纳米颗粒，最终得到豌豆状纳米管。