石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用

申请号 CN201611187615.5 申请日 2016-12-20 公开(公告)号 CN106784683A 公开(公告)日 2017-05-31
申请人 中国科学技术大学; 发明人 向斌; 孙琪;
摘要 本 发明 提供了一种 石墨 烯复合 纳米线 、其制备方法与应用,该 石墨烯 复合纳米线由电纺溶液经 静电纺丝 后,在还原气氛中 煅烧 得到;所述电纺溶液包括 氧 化石墨烯与聚丙烯腈。与 现有技术 相比,本发明提供的石墨烯复合纳米线具有良好的 导电性 能、机械性能与储能性能,同时由于聚丙烯腈与石墨烯相复合使石墨烯复合纳米线具有良好的柔韧性,可弯折180°,因此可应用于 柔性 电池 等柔性器件中。
权利要求

1.一种石墨烯复合纳米线,其特征在于,由电纺溶液经静电纺丝后,在还原气氛中煅烧得到;所述电纺溶液包括石墨烯与聚丙烯腈。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合纳米线,其特征在于,所述氧化石墨烯与聚丙烯腈的质量比为(0.05~0.2):(5~8)。
3.根据权利要求1所述的石墨烯复合纳米线,其特征在于,所述电纺溶液还包括过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物与氧化石墨烯的质量比为(0.1~200):1。
4.根据权利要求3所述的石墨烯复合纳米线,其特征在于,所述过渡金属氧化物为MnO和/或SnO2。
5.根据权利要求1所述的石墨烯复合纳米线,其特征在于,所述石墨烯复合纳米线的直径为100~500nm。
6.一种石墨烯复合纳米线的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1)将氧化石墨烯、聚丙烯腈在醇溶剂中混合,得到电纺溶液;
S2)将电纺溶液通过静电纺丝,得到氧化石墨烯复合纳米线;
S3)将所述氧化石墨烯复合纳米线在还原气氛中煅烧,得到石墨烯复合纳米线。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1)中还加入过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物按照以下步骤制备:
A1)将过渡金属盐与高分子化合物在有机溶剂中混合,经静电纺丝得到纳米线;
A2)将所述纳米线在空气中预氧化,得到预氧化的纳米线;
A3)将所述预氧化的纳米线在还原气氛中煅烧,得到过渡金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述预氧化的温度为200℃~600℃;
所述预氧化的升温速率为0.5~10℃/min;所述预氧化的时间为0.5~2h;
所述步骤A3)中煅烧的温度为400℃~900℃;步骤A3)中煅烧的时间为0.5~2h;步骤A3)中煅烧的升温速率为1~20℃/min;
所述步骤S3)中煅烧的温度为500℃~900℃;步骤S3)中煅烧的时间为0.5~2h;步骤S3)中煅烧的升温速率为1~30℃/min。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝的电纺装置的注射器容积为5~20ml,注射器针头的型号为16~22G,并且使用高压直流电源,其中连接注射器针头的正压为13~25kV,连接电纺装置的接收板的负压为-5~-1kV。
10.权利要求1~5任意一项所述的石墨烯复合纳米线或权利要求6~9任意一项所制备的石墨烯复合纳米线在储能材料中的应用。

说明书全文

石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明属于纳米材料技术领域,尤其涉及一种石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 柔性电子技术是近年来发展起来的一个崭新的领域。2013年8月份,柔性电子技术被外媒评选为2013年全球十大科技进展之一。10月,三星、LG公司先后宣布成功量产柔性显示屏和弯曲电池进入量产阶段,并分别推出了曲面智能手机Galaxy Round和G Flex。使得柔性电子产品真正进入了我们的生活。伴随着柔性电子产品市场的兴起,传统的储能器件由于体积大、不能弯曲等原因,已经不能满足柔性电子产品对高柔性和可加工性的要求。因此,研究与开发新型的柔性储能器件是一项刻不容缓的任务。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用,该方法制备的石墨烯复合纳米线的柔韧性较好。
[0004] 本发明提供了一种石墨烯复合纳米线,由电纺溶液经静电纺丝后,在还原气氛中煅烧得到;所述电纺溶液包括化石墨烯与聚丙烯腈。
[0005] 优选的,所述氧化石墨烯与聚丙烯腈的质量比为(0.05~0.2):(5~8)。
[0006] 优选的,所述电纺溶液还包括过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物与氧化石墨烯的质量比为(0.1~200):1。
[0007] 优选的,所述过渡金属氧化物为MnO和/或SnO2。
[0008] 优选的,所述石墨烯复合纳米线的直径为100~500nm。
[0009] 本发明还提供了一种石墨烯复合纳米线的制备方法,包括以下步骤:
[0010] S1)将氧化石墨烯、聚丙烯腈在醇溶剂中混合,得到电纺溶液;
[0011] S2)将电纺溶液通过静电纺丝,得到氧化石墨烯复合纳米线;
[0012] S3)将所述氧化石墨烯复合纳米线在还原气氛中煅烧,得到石墨烯复合纳米线。
[0013] 优选的,所述步骤S1)中还加入过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物按照以下步骤制备:
[0014] A1)将过渡金属盐与高分子化合物在有机溶剂中混合,经静电纺丝得到纳米线;
[0015] A2)将所述纳米线在空气中预氧化,得到预氧化的纳米线;
[0016] A3)将所述预氧化的纳米线在还原气氛中煅烧,得到过渡金属氧化物。
[0017] 优选的,所述预氧化的温度为200℃~600℃;所述预氧化的升温速率为0.5~10℃/min;所述预氧化的时间为0.5~2h;
[0018] 所述步骤A3)中煅烧的温度为400℃~900℃;步骤A3)中煅烧的时间为0.5~2h;步骤A3)中煅烧的升温速率为1~20℃/min;
[0019] 所述步骤S3)中煅烧的温度为500℃~900℃;步骤S3)中煅烧的时间为0.5~2h;步骤S3)中煅烧的升温速率为1~30℃/min。
[0020] 优选的,所述静电纺丝的电纺装置的注射器容积为5~20ml,注射器针头的型号为16~22G,并且使用高压直流电源,其中连接注射器针头的正压为13~25kV,连接电纺装置的接收板的负压为-5~-1kV。
[0021] 本发明还提供了一种上述石墨烯复合纳米线在储能材料中的应用。
[0022] 本发明提供了一种石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用,该石墨烯复合纳米线由电纺溶液经静电纺丝后,在还原气氛中煅烧得到;所述电纺溶液包括氧化石墨烯与聚丙烯腈。与现有技术相比,本发明提供的石墨烯复合纳米线具有良好的导电性能、机械性能与储能性能,同时由于聚丙烯腈与石墨烯相复合使石墨烯复合纳米线具有良好的柔韧性,可弯折180°,因此可应用于柔性电池等柔性器件中。附图说明
[0023] 图1为本发明实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线的扫描电镜照片;
[0024] 图2为本发明实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线的XRD图谱;
[0025] 图3为本发明实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片;
[0026] 图4为本发明实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线的循环性能测试结果图;
[0027] 图5为本发明实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线的倍率性能测试结果图;
[0028] 图6为本发明实施例2中得到MnO/石墨烯复合纳米线的扫描电镜照片;
[0029] 图7为本发明实施例2中得到MnO/石墨烯复合纳米线的XRD图谱;
[0030] 图8为本发明实施例2中得到MnO/石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片;
[0031] 图9为本发明实施例2中得到石墨烯复合纳米线的扫描电镜照片;
[0032] 图10为本发明实施例3中得到MnO/石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0034] 本发明提供了一种石墨烯复合纳米线,由电纺溶液经静电纺丝后,在还原气氛中煅烧得到;所述电纺溶液包括氧化石墨烯与聚丙烯腈。
[0035] 按照本发明,所述电纺溶液中包括氧化石墨烯与聚丙烯腈,所述氧化石墨烯与聚丙烯腈的质量比优选为(0.05~0.2):(5~8),更优选为0.1:(5~8);在本发明中所述电纺溶液中优选还包括过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物为本领域技术人员熟知的过渡金属氧化物即可,并无特殊的限制,本发明优选为MnO和/或SnO2;所述过渡金属氧化物的粒度优选为500nm~1μm;所述过渡金属氧化物与氧化石墨烯的质量比优选为(0.1~200):1,更优选为(10~200):1,再优选为(100~200):1。
[0036] 本发明提供的石墨烯复合纳米线由电纺溶液经静电纺丝后,在还原气氛中煅烧得到;所述静电纺丝的方法为本领域技术人员熟知的方法即可,并无特殊的限制;静电纺丝或电纺是指将电纺溶液倒入静电纺丝装置的注射器内,该注射器安置在注射内,由注射泵以一定速率推进电纺溶液,同时直流电源接在注射器针头处进行电纺,电纺丝线被收集在接收板例如板上,一段时间后即可从铜板上剥离,从而得到电纺丝线。本发明中静电纺丝的电纺装置的注射器容积为5~20ml,注射器针头的型号为16~24G,优选为18~24G,并且使用高压直流电源,其中连接注射器针头的正压为13~25kV,优选为15~22kV,连接电纺装置的接收板的负压为-5~-1kV,优选为-3~-1kV;所述静电纺丝的注射器针头与接收板的距离优选为12~24cm,更优选为14~24cm;所述注射器的推进速度优选为0.1~1ml/h,更优选为0.5~0.75ml/h。
[0037] 所述还原气氛为本领域人员熟知的还原气氛即可,并无特殊的限制,本发明中优选为惰性气体与氢气的混合气氛;所述惰性气体与氢气的体积比优选为(80~95):(20~5),更优选为(90~95):(10~5),再优选为95:5;所述煅烧的温度优选为500℃~900℃,更优选为600℃~900℃,再优选为600℃~800℃,最优选为700℃;所述煅烧的时间优选为0.5~2h,更优选为1~1.5h,再优选为1h;所述煅烧的升温速率优选为1~30℃/min,更优选为1~20℃/min,再优选为1~10℃/min,再优选为1~5℃/min,最优选为2~5℃/min。
[0038] 按照本发明,所述石墨烯复合纳米线的直径优选为100~500nm。
[0039] 本发明提供的石墨烯复合纳米线具有良好的导电性能、机械性能与储能性能,同时由于聚丙烯腈与石墨烯相复合使石墨烯复合纳米线具有良好的柔韧性,可弯折180°,因此可应用于柔性电池等柔性器件中;当加入过渡金属氧化物后,石墨烯被埋在氧化物纳米线之间,由此大大地提高了该复合物的导电性和机械性能,因此该复合纳米线可作为锂离子电池负极材料
[0040] 本发明还提供了一种上述石墨烯复合纳米线的制备方法,包括以下步骤:S1)将氧化石墨烯、聚丙烯腈在醇溶剂中混合,得到电纺溶液;S2)将电纺溶液通过静电纺丝,得到氧化石墨烯复合纳米线;S3)将所述氧化石墨烯复合纳米线在还原气氛中煅烧,得到石墨烯复合纳米线。
[0041] 其中,本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制,为市售或自制均可;所述氧化石墨烯与聚丙烯腈均同上所述,在此不再赘述。
[0042] 本发明优选将氧化石墨烯与醇溶剂混合,然后再加入聚丙烯腈;所述醇溶剂为本领域技术人员熟知的醇溶剂即可,并无特殊的限制,本发明中优选为C1~C4的醇溶剂;所述氧化石墨烯与醇溶剂的质量体积比优选为(0.5~2)mg:1ml。
[0043] 按照本发明加入聚丙烯腈后优选还加入过渡金属氧化物;所述过渡金属氧化物同上所述,在此不再赘述;本发明中,所述过渡金属氧化物优选按照以下步骤制备:A1)将过渡金属盐与高分子化合物在有机溶剂中混合,经静电纺丝得到纳米线;A2)将所述纳米线在空气中预氧化,得到预氧化的纳米线;A3)将所述预氧化的纳米线在还原气氛中煅烧,得到过渡金属氧化物。
[0044] 将过渡金属盐与高分子化合物在有机溶剂中混合;其中,所述过渡金属盐为本领域技术人员熟知的可溶性过渡金属盐即可,并无特殊的限制,本发明中优选为过渡金属乙酸盐;所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可,并无特殊的限制,本发明中优选为醇溶剂或N,N-二甲基甲酰胺;所述高分子化合物为本领域技术人员熟知的高分子化合物即可,并无特殊的限制,本发明中优选为聚乙烯吡咯烷和/或聚乙烯醇;所述高分子化合物与有机溶剂的质量体积比优选为(0.5~1.5)g:10ml;所述过渡金属盐与有机溶剂的质量体积比优选为(0.5~2)g:10ml。
[0045] 混合后,经静电纺丝得到纳米线。所述静电纺丝的方法同上所述,在此不再赘述。
[0046] 将所述纳米线优选先进行烘烤,除去残余溶剂与分;所述烘烤的温度优选为50℃~100℃;所述烘烤的时间优选为5~15h。
[0047] 烘烤之后,在空气中预氧化;所述预氧化的温度优选为200℃~600℃,更优选为300℃~500℃,再优选为400℃;所述预氧化的升温速率优选为0.5~10℃/min,更优选为1~5℃/min,再优选为2~4℃/min;所述预氧化的时间优选为0.5~2h,更优选为1~1.5h,再优选为1h。预氧化后,优选自然冷却至室温,得到预氧化后的纳米线。
[0048] 将所述预氧化的纳米线在还原气氛中煅烧;所述还原气氛同上所述,在此不再赘述;所述煅烧的温度优选为400℃~900℃,更优选为500℃~800℃,再优选为600℃~800℃,最优选为700℃;所述煅烧的时间优选为0.5~2h,更优选1~1.5h,再优选为1h;所述煅烧的升温速率优选为1~20℃/min,更优选为1~10℃/min,再优选为1~5℃/min,最优选为2~4℃/min;煅烧后,优选自然冷却至室温,得到过渡金属氧化物。
[0049] 将电纺溶液通过静电纺丝,得到氧化石墨烯复合纳米线;所述静电纺丝的方法同上所述,在此不再赘述。
[0050] 将所述氧化石墨烯复合纳米线优选先进行烘烤,除去残余溶剂与水分;所述烘烤的温度优选为50℃~100℃;所述烘烤的时间优选为5~15h。
[0051] 烘烤后,在还原气氛中煅烧;所述还原气氛同上所述,在此不再赘述;所述煅烧的温度优选为500℃~900℃,更优选为600℃~900℃,再优选为600℃~800℃,最优选为700℃;所述煅烧的时间优选为0.5~2h,更优选为1~1.5h,再优选为1h;所述煅烧的升温速率优选为1~30℃/min,更优选为1~20℃/min,再优选为1~10℃/min,再优选为1~5℃/min,最优选为2~5℃/min。
[0052] 本发明通过静电纺丝法合成的过渡金属氧化物与石墨烯的复合纳米线中,石墨烯被埋在氧化物纳米线之间,由此大大地提高了该复合物的导电性和机械性能,因此该复合物可作为锂离子电池负极材料;同时,由于聚丙烯腈的特殊作用,本发明的复合纳米线具有很好的柔韧性,可以弯折180°,因此可应用于柔性电池等柔性器件中。
[0053] 本发明还提供了一种上述石墨烯复合纳米线在储能材料中的应用。
[0054] 为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种过渡金属氧化物/石墨烯复合纳米线、其制备方法与应用进行详细描述。
[0055] 以下实施例中所用的试剂均为市售。
[0056] 实施例1
[0057] 用静电纺丝法制备过渡金属氧化物MnO与石墨烯的柔性复合纳米线物的过程如下:
[0058] 1.1将1g聚乙烯吡咯烷酮(国药集团化学试剂有限公司)加入10ml N,N-二甲基甲酰胺,搅拌使其充分溶解,标记为溶液A。
[0059] 1.2将1g Mn(OAc)2·4H2O(国药集团化学试剂有限公司,纯度≥99%)加入溶液A,搅拌使其充分溶解,标记为溶液B。
[0060] 1.3将溶液B吸入10ml针管(保定兰格恒流泵有限公司,LSP01-1A)中进行静电纺丝(深圳市安泰信科技有限公司,TPR3003T),其中针头为19G,针头接正极,接收板接负极,正极电压为19kV,负极电压为-1kV,针头与接收板之间的距离为16cm,推进速度为0.5ml/h,得到纳米线。
[0061] 1.4将1.3中得到的纳米线在80℃空气下烘干(上海和呈仪器制造有限公司,DZF-6050),然后在空气中预氧化(贝意克,1200℃微型箱式炉,MF-1200C),从室温升温至400℃,升温速率2℃/min,再在400℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到预氧化的纳米线;再将预氧化的纳米线在还原性气氛Ar/H2(南京上元工业气体厂)(体积比95:5)中煅烧(贝意克,小型滑轨RTP快速升温炉,BTF-1200C-S-SL),从室温升温至700℃,升温速率2℃/min,再在700℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到MnO。
[0062] 1.5将购自第六元素公司的5mg/ml的氧化石墨烯水溶液在玻璃器皿中用无水乙醇(国药集团化学试剂有限公司)稀释成1mg/ml,超声(昆山市超声仪器有限公司,KQ3200DA)2h,在5000rpm下离心(上海安亭科学仪器厂,TGL-16G)2min,用一次性吸管吸取上清液,标记为溶液C,装入另一干燥洁净的玻璃瓶中备用。
[0063] 1.6取10ml溶液C,加入0.8g PAN(Alfa Aesar),搅拌(塞罗捷克,MS7-H550-Pro)12h;加入1g 1.4中得到的MnO,搅拌(塞罗捷克,MS7-H550-Pro)2h得到稳定悬浮液,即电纺溶液。
[0064] 1.7将1.6中得到的电纺溶液吸入10ml针管(保定兰格恒流泵有限公司,LSP01-1A)中进行静电纺丝(深圳市安泰信科技有限公司,TPR3003T),其中针头为22G,针头接正极,接收板接负极,正极电压为20kV,负极电压为-1kV,针头与接收板之间的距离为18cm,推进速度为0.75ml/h,得到氧化石墨烯复合纳米线。
[0065] 1.8将氧化石墨烯复合纳米线在80℃空气下烘干(上海和呈仪器制造有限公司,DZF-6050),再在还原性气氛Ar/H2(南京上元工业气体厂)(体积比95:5)中煅烧(贝意克,小型滑轨RTP快速升温炉,BTF-1200C-S-SL),从室温升温至700℃,升温速率2℃/min,再在700℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到MnO/石墨烯复合纳米线。
[0066] 利用电子扫描显微镜对实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线进行分析,得到其扫描电镜照片,如图1所示。由图1可知纳米线的直径大约在100~500nm之间。
[0067] 利用X射线衍射对实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线进行分析,得到其XRD图谱,如图2所示。由图2可知该复合纳米线中存在并且只存在MnO(111)、(200)、(220)晶面,证明该复合物中不存在Mn的其他价态。
[0068] 图3为实施例1中得到的MnO/石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片。由图3说明其可弯折180°,证明其有很好的柔韧性。
[0069] 称取80mg实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线,加入10mg乙炔黑(国药集团化学试剂有限公司),10mg PVDF(国药集团化学试剂有限公司),研磨0.5h;用滴管滴入10滴N-甲基吡咯烷酮(国药集团化学试剂有限公司,以下简称NMP),研磨至均匀黑色浆液备用。取10cm*10cm商购铜箔,用乙醇擦拭表面,将黑色浆液倒在铜箔上,轻推刮刀,使浆液均匀涂抹在表面,放入烘箱中,80℃下干燥12h。将涂了浆料的铜箔取出,用切片机(深圳市鹏翔运达机械科技有限公司)压成直径为15cm的圆电极片,称取每个电极片的质量。将电极片放入手套箱(米开罗那(中国)有限公司,SUPER系列,操作时箱内水、氧含量均低于0.1ppm)中,按照负极壳、锂片、隔膜、电极片、不锈片、弹簧片、正极壳(均购买于深圳市鹏翔运达机械科技有限公司)的顺序进行装配,在锂片和隔膜之间和隔膜与电极片之间滴3滴二元电解液(1mol/L的LiFP6溶解于酸二乙酯和碳酸乙烯酯的溶液中,东莞杉杉电池材料有限公司),用压片机(深圳市鹏翔运达机械科技有限公司)压紧,在手套箱中静止12h。将装好的电池取出,装到蓝电系统(武汉市蓝电电子股份有限公司8点蓝电电池测试系统)上测试电池的循环性能,放电速率为100mA/g,测试结果如图4所示,由图4可知,实施例1中得到MnO/石墨烯复合纳米线进行了100个循环后,容量可达到1000mAh/g。用同样的方法制备的电池,装到蓝点系统中测试倍率性能,设置放电速率为100mA/g,200mA/g,500mA/g,1A/g,2A/g,5A/g,测试结果如图5所示,由图5可知,当放电速率为5A/g时,容量仍有300mAh/g。
[0070] 实施例2
[0071] 2.1将1g聚乙烯吡咯烷酮(国药集团化学试剂有限公司)加入10ml N,N-二甲基甲酰胺,搅拌使其充分溶解,标记为溶液A。
[0072] 2.2将1g Mn(OAc)2·4H2O(国药集团化学试剂有限公司,纯度≥99%)加入溶液A,搅拌时期充分溶解,标记为溶液B。
[0073] 2.3将溶液B吸入10ml针管(保定兰格恒流泵有限公司,LSP01-1A)中进行静电纺丝(深圳市安泰信科技有限公司,TPR3003T),其中针头为19G,针头接正极,接收板接负极,正极电压为19kV,负极电压为-1kV,针头与接收板之间的距离为16cm,推进速度为0.5ml/h,得到纳米线。
[0074] 2.4将2.3中得到的纳米线在80℃空气下烘干(上海和呈仪器制造有限公司,DZF-6050),在空气中预氧化(贝意克,1200℃微型箱式炉,MF-1200C),从室温升温至400℃,升温速率2℃/min,再在400℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到预氧化的纳米线;再将预氧化的纳米线在还原性气氛Ar/H2(南京上元工业气体厂)(体积比95:5)中煅烧(贝意克,小型滑轨RTP快速升温炉,BTF-1200C-S-SL),从室温升温至700℃,升温速率2℃/min,再在700℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到MnO。
[0075] 2.5取10ml溶液C(制备方法见实施例1),加入0.8g PAN(Alfa Aesar),搅拌(塞罗捷克,MS7-H550-Pro)12h;再加入2g 2.4中得到的MnO,搅拌(塞罗捷克,MS7-H550-Pro)2h得到稳定悬浮液,即电纺溶液。
[0076] 2.6将2.5中得到的电纺溶液吸入10ml针管(保定兰格恒流泵有限公司,LSP01-1A)中进行静电纺丝(深圳市安泰信科技有限公司,TPR3003T),其中针头为22G,针头接正极,接收板接负极,正极电压为20kV,负极电压为-1kV,针头与接收板之间的距离为18cm,推进速度为0.75ml/h,得到氧化石墨烯复合纳米线。
[0077] 2.7将2.6中得到的氧化石墨烯复合纳米线在80℃空气下烘干(上海和呈仪器制造有限公司,DZF-6050),再在还原性气氛Ar/H2(南京上元工业气体厂)(体积比95:5)中煅烧(贝意克,小型滑轨RTP快速升温炉,BTF-1200C-S-SL),从室温升温至700℃,升温速率2℃/min,再在700℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到MnO/石墨烯复合纳米线。
[0078] 利用电子扫描显微镜对实施例2中得到MnO/石墨烯复合纳米线进行分析,得到其扫描电镜照片,如图6所示,与实施例1类似,图6显示纳米线的直径大约在100-500nm之间。
[0079] 利用X射线衍射对实施例2中得到MnO/石墨烯复合纳米线进行分析,得打其XRD图谱,如图7所示。图7显示该复合物存在并且只存在MnO(111)、(200)、(220)晶面,证明该复合物中不存在Mn的其他价态。
[0080] 图8为实施例2中得到的MnO/石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片。由图8说明其可弯折180°,证明其有很好的柔韧性。
[0081] 实施例3
[0082] 3.1取10ml溶液C(制备方法见实施例1),加入0.8g PAN(Alfa Aesar),搅拌(塞罗捷克,MS7-H550-Pro)12h,得到电纺溶液。
[0083] 3.2将3.1中得到的电纺溶液吸入10ml针管(保定兰格恒流泵有限公司,LSP01-1A)中进行静电纺丝(深圳市安泰信科技有限公司,TPR3003T),其中针头为22G,针头接正极,接收板接负极,正极电压为20kV,负极电压为-1kV,针头与接收板之间的距离为18cm,推进速度为0.75ml/h,得到氧化石墨烯复合纳米线。
[0084] 3.3将3.2中得到的氧化石墨烯复合纳米线在80℃空气下烘干(上海和呈仪器制造有限公司,DZF-6050),再在还原性气氛Ar/H2(南京上元工业气体厂)(体积比95:5)中煅烧(贝意克,小型滑轨RTP快速升温炉,BTF-1200C-S-SL),从室温升温至700℃,升温速率2℃/min,再在700℃下保温1h,后自然冷却至室温,得到石墨烯复合纳米线。
[0085] 利用电子扫描显微镜对实施例3中得到石墨烯复合纳米线进行分析,得到其扫描电镜照片,如图9所示,与实施例1类似,显示纳米线的直径大约在10~500nm之间。
[0086] 图10为实施例3中得到的石墨烯复合纳米线弯折前与弯折后的照片。由图10说明其可弯折180°,证明其有很好的柔韧性。
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