[发明专利]纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法

权利要求书

1.纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，包括含铁碳纳米纤维的制备和复合材料的制备，其特征在于：所述复合材料的制备包括以下步骤：将含铁碳纳米纤维、4-硝基邻苯二腈和钼酸铵一同倒入反应釜中，然后向其中加入乙二醇，将反应釜密封，置于150-160℃烘箱中加热处理7-9h，取出反应釜，自然降温至室温，取出釜底反应产物，洗涤，烘干，得到产品；

所述含铁碳纳米纤维的制备包括以下步骤：将聚丙烯腈和铁盐溶于N，N-二甲基甲酰胺中，然后通过静电纺丝的方法得到含铁盐的有机纳米纤维，然后再经过氧化、碳化处理，得到含铁碳纳米纤维；该含铁碳纳米纤维中铁牢固的固定在碳纳米纤维上，成为形成铁酞菁的锚点。

2.根据权利要求1所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，4-硝基邻苯二腈：钼酸铵：含铁碳纳米纤维的重量比为(1.6-1.8):1:(4-6)。

3.根据权利要求1所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，含铁碳纳米纤维、4-硝基邻苯二腈、钼酸铵和乙二醇的总量为反应釜容积的78％-80％。

4.根据权利要求1所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，烘干时，将洗涤后的反应产物置于真空烘干箱中干燥4-6h，烘干温度为40-60℃。

5.根据权利要求1所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，洗涤时分别用乙醇和蒸馏水各清洗三次，先用乙醇洗涤三次，再用蒸馏水洗涤三次。

6.根据权利要求1所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，所述含铁碳纳米纤维的制备的具体步骤如下：

(1)、将质量比为1：(0.01-0.03)的聚丙烯腈与FeCl₂·4H₂O溶于N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌20-24h，得到混合溶液；

(2)、将混合溶液转入到注射器中，并通过一导管连接到一金属接头上，使用流量控制器控制混合溶液保持流速在0.1-10sccm；

(3)使用平板电极、平行金属板电极或者可转动的滚筒电极作为接收电极，将高压静电器的两极分别连接在金属接头和接收电极上，通过高压静电器提供10kV的高压，开始纺丝，得到含铁盐的有机纳米纤维；

(4)将含铁盐的有机纳米纤维置于管式反应炉中进行氧化、碳化：调控管式反应炉的温度，以1℃/min的升温速度将管式反应炉的温度从室温升至270℃，并于270℃保持2h；再次升温，以5℃/min的升温速度将管式反应炉的温度从270℃升至1000℃，然后自然降温至室温，得到含铁碳纳米纤维。

7.根据权利要求6所述的纳米线铁酞菁/碳纳米纤维异质结复合材料的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈在混合溶液中的质量百分数为11％-12％。