[0023] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0024] 实施例1
[0025] 1)将1.5g分子量150000的聚丙烯腈和0.6g醋酸镁与11gN,N-二甲基甲酰胺溶液混合在室温下搅拌10h,制得前驱体聚合物溶液,然后将溶液倒入一次性注射器中,在高压13.5kV、低压-2.5kV、转速200rpm下纺丝8h,得到膜;
[0026] 2)将步骤1)中得到的膜在空气中,230℃下预氧化3h,之后在氮气气氛,900℃下处理3h,得到纳米纤维;
[0027] 3)在1800Pa,100℃的环境下,以二乙基锌和H2O为反应物,以步骤2)得到的纳米纤维为基底,经200圈ALD循环,生长厚度为40nm的ZnO包覆层,得到被氧化锌包裹的纳米纤维;
[0028] 4)将步骤3)中得到的被氧化锌包裹的纳米纤维与硫按重量比3:7混合,在氩气气氛下155℃保温12h载硫,得到含硫的纳米纤维,冷却至室温后,用体积比为1:9的二硫化碳/酒精溶液冲洗表面吸附的硫。将得到的产物在60℃下烘干6h,得到硫/碳@金属氧化物纳米管锂硫电池正极材料。
[0029] 实施例2:
[0030] 1)将1.5g分子量150000的聚丙烯腈和0.6g醋酸镁与11gN,N-二甲基甲酰胺溶液混合在室温下搅拌10h,制得前驱体聚合物溶液,然后将溶液倒入一次性注射器中,在高压13.5kV、低压-2.5kV、转速200rpm下纺丝8h,得到膜;
[0031] 2)将步骤1)中得到的膜在空气中,230℃下预氧化3h,之后在氮气气氛,900℃下处理3h,得到纳米纤维;
[0032] 3)在1800Pa,100℃的环境下,以二乙基锌和H2O为反应物,以步骤2)得到的纳米纤维为基底,经250圈ALD循环,生长厚度为50nm的ZnO包覆层,得到被氧化锌包裹的纳米纤维;
[0033] 4)将步骤3)中得到的被氧化锌包裹的纳米纤维与硫按重量比3:7混合,在氩气气氛下155℃保温12h载硫,得到含硫的纳米纤维,冷却至室温后,用体积比为1:9的二硫化碳/酒精溶液冲洗表面吸附的硫。将得到的产物在60℃下烘干6h,得到硫/碳@金属氧化物纳米管锂硫电池正极材料。
[0034] 实施例3:
[0035] 1)将1.5g分子量150000的聚丙烯腈和0.6g醋酸镁与11gN,N-二甲基甲酰胺溶液混合在室温下搅拌10h,制得前驱体聚合物溶液,然后将溶液倒入一次性注射器中,在高压13.5kV、低压-2.5kV、转速200rpm下纺丝8h,得到膜;
[0036] 2)将步骤1)中得到的膜在空气中,230℃下预氧化3h,之后在氮气气氛,900℃下处理3h,得到纳米纤维;
[0037] 3)在1800Pa,100℃的环境下,以二乙基锌和H2O为反应物,以步骤2)得到的纳米纤维为基底,经300圈ALD循环,生长厚度为60nm的ZnO包覆层,得到被氧化锌包裹的纳米纤维;
[0038] 4)将步骤3)中得到的被氧化锌包裹的纳米纤维与硫按重量比3:7混合,在氩气气氛下155℃保温12h载硫,得到含硫的纳米纤维,冷却至室温后,用体积比为1:9的二硫化碳/酒精溶液冲洗表面吸附的硫。将得到的产物在60℃下烘干6h,得到硫/碳@金属氧化物纳米管锂硫电池正极材料。
[0039] 实施例4:
[0040] 1)将1.5g分子量150000的聚丙烯腈和0.6g醋酸镁与11gN,N-二甲基甲酰胺溶液混合在室温下搅拌10h,制得前驱体聚合物溶液,然后将溶液倒入一次性注射器中,在高压13.5kV、低压-2.5kV、转速200rpm下纺丝8h,得到膜;
[0041] 2)将步骤1)中得到的膜在空气中,230℃下预氧化3h,之后在氮气气氛,900℃下处理3h,得到纳米纤维;
[0042] 3)在1800Pa,100℃的环境下,以二乙基锌和H2O为反应物,以步骤2)得到的纳米纤维为基底,经350圈ALD循环,生长厚度为70nm的ZnO包覆层,得到被氧化锌包裹的纳米纤维;
[0043] 4)将步骤3)中得到的被氧化锌包裹的纳米纤维与硫按重量比3:7混合,在氩气气氛下155℃保温12h载硫,得到含硫的纳米纤维,冷却至室温后,用体积比为1:9的二硫化碳/酒精溶液冲洗表面吸附的硫。将得到的产物在60℃下烘干6h,得到硫/碳@金属氧化物纳米管锂硫电池正极材料。
[0044] 表1为由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维形貌尺寸的表征结果。由表1中数据可知,根据实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维氧化锌包覆层厚度分别为40nm、50nm、60nm、70nm。采用本发明所述的制备方法可获得不同尺寸的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维,直径分布在40~70nm之间。以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维为锂硫电池正极材料,对其进行电化学测试可得,根据实施例2制备出的包覆层厚度为
50nm的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维作为锂硫电池正极材料所得电池的循环性能最好,在0.5C倍率下首圈放电容量为1130.513mAh g-1,实施例4制备出的包覆层厚度为70nm的碳-氧化镁/硫@氧化锌纳米纤维作为锂硫电池正极材料所得电池的循环性能最差,在0.5C倍率下首圈放电容量为989.476mAh g-1。
[0045] 表1
[0046]
[0047] 以上所述仅是本发明的部分实施方式,本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例,并不代表本发明构思下的全部技术方案。应当指出,对于本领域技术人员来说,凡在本专利构思及具体实施案例启发下,在不脱离本发明原理前提下的若干增加及改动,例如根据不同废水及污染物浓度,确定不同催化剂及氧化剂用量,不同温度等等的非实质性改动,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。