[发明专利]一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料及其制法

权利要求书

1.一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料制备方法包括以下步骤：

(1)向三甘醇溶剂中加入质量比为35-40:10的氯化亚铁和硫单质，超声分散均匀后倒入水热反应釜中，并在热反应装置中，加热至190-210℃，反应4-8h，固体产物在气氛炉中，在氮气氛围中，550-600℃下热处理1-2h，制备得到FeS纳米花；

(2)向乙醇溶剂中加入FeS纳米花，超声分散均匀后加入3-氯丙基三甲氧基硅烷和对甲基苯磺酸，加热至70-90℃，反应2-6h，制备得到氯丙基化FeS纳米花；

(3)在氮气氛围中，向二甲亚砜溶剂中加入氯丙基化FeS纳米花，超声分散均匀后加入四丁基溴化铵、碘化钾和叠氮化钠，加热至100-120℃，反应20-30h，制备得到叠氮化FeS纳米花；

(4)向蒸馏水溶剂中加入丙烯腈和端炔基丙烯酸酯类单体，加热至65-75℃，滴加引发剂过硫酸铵的水溶液，反应3-6h，制备得到侧链含炔基聚丙烯腈；

(5)在氮气氛围中，向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入侧链含炔基聚丙烯腈、叠氮化FeS纳米花、协同催化剂硫酸铜和抗坏血酸钠，加热至40-60℃，反应2-5h，制备得到FeS纳米花原位修饰聚丙烯腈；

(6)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入FeS纳米花原位修饰聚丙烯腈，搅拌12-24h形成纺丝液，进行静电纺丝过程，纺丝为15-20kV，纺丝流速为0.4-0.8mL/h，制备得到FeS纳米花原位修饰纳米纤维；

(7)将FeS纳米花原位修饰纳米纤维与氢氧化钾混合均匀，置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750-850℃，碳化2-4h，使用蒸馏水洗涤碳化产物，制备得到FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(1)中的热反应装置包括加热片，热反应装置内部下方固定连接有电机，电机活动连接有旋转轴，旋转轴外侧设置有隔热板，旋转轴上方固定连接有载物盘，载物盘上方设置有水热反应釜。

3.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的FeS纳米花、3-氯丙基三甲氧基硅烷和对甲基苯磺酸的质量比为100:10-30:0.5-1.5。

4.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(3)中的氯丙基化FeS纳米花、四丁基溴化铵、碘化钾和叠氮化钠的质量比为100:8-12:4-6:15-25。

5.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(4)中的丙烯腈、端炔基丙烯酸酯类单体和过硫酸铵的质量比为100:10-25:0.6-1。

6.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(5)中的侧链含炔基聚丙烯腈、叠氮化FeS纳米花、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:40-80:0.5-1:0.6-1.5。

7.根据权利要求1所述的一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述步骤(7)中的FeS纳米花原位修饰纳米纤维与氢氧化钾的质量比为10:25-35。