[发明专利]一种中空碳纳米纤维包覆Fe3

权利要求书

1.一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料，其特征在于：所述的一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料制备方法包括以下步骤：

(1)将纳米铁粉与聚乙烯吡洛烷酮加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在氮气氛围下，搅拌2-3h，再加入聚丙烯腈，搅拌6-12h，作为壳层纺丝液；

(2)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌均匀形成芯层纺丝液，将壳层纺丝液和芯层纺丝液通过同轴静电纺丝法，制备得到壳-芯结构的纳米纤维前驱体；

(3)将壳-芯结构的纳米纤维前驱体于气氛管式炉中，通过预氧化和高温煅烧处理，制备得到中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料。

2.根据权利要求1所述的一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料，其特征在于：所述步骤(1)中纳米铁粉，聚乙烯吡洛烷酮与聚丙烯腈100:100-140:140-180。

3.根据权利要求1所述的一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料，其特征在于：所述步骤(2)中同轴静电纺丝机包括环形金属网，环形金属网固定连接有静电发生器，环形金属网固定连接有同轴旋转装置，同轴旋转装置与内旋转盘活动连接，同轴旋转装置固定连接有壳纺丝针头，内旋转盘固定连接有核纺丝针头，核纺丝针头与壳纺丝针头都固定连接有喷丝盘，同轴旋转装置通过电机转轴与电机活动连接，同轴旋转装置活动连接有加热装置，加热装置固定连接有测温组件，电机与控制台固定连接，控制台固定连接有数显控制器。

4.根据权利要求1所述的一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料，其特征在于：所述步骤(3)中预氧化过程为空气氛围，升温速率为5-10℃/min，预氧化温度为300-350℃，预氧化时间为1-2h。

5.根据权利要求1所述的一种中空碳纳米纤维包覆Fe₃N的超级电容器材料，其特征在于：所述步骤(3)中碳化过程为氮气氛围，升温速率为5-10℃/min，碳化温度为800-900℃，碳化时间为1-2h。