[发明专利]纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料，其特征在于：所述纤维电极材料主要由氧化铜和尖晶石型铁氧体两相复合而成，所述纤维电极材料的化学式表示为：

CuO/xRFe₂O₄；

上式中，x=10～40at.%，R为Cu、Zn、Co、Mn、Ni中的一种或多种；

所述氧化铜和尖晶石型铁氧体的晶粒大小为纳米级，所述纤维电极材料的纤维直径在微米级。

2.根据权利要求1所述的纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料，其特征在于：所述氧化铜的晶粒大小为20nm～40nm，所述尖晶石型铁氧体的晶粒大小为30nm～55nm。

3.根据权利要求1或2所述的纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料，其特征在于：所述纤维电极材料的纤维直径为1μm～5μm，纤维长径比为50～1000，纤维电极材料的表面孔孔径分布在50nm～500nm。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将乙酸铜与金属Fe的无机盐混合溶于去离子水中形成混合溶液，待完全溶解后加入有机酸，用氨水调节pH值至弱碱性，充分搅拌均匀后，于60℃～70℃温度下蒸发去除水分得到可纺性凝胶，再经拉丝后得到纤维前驱体；

（2）将步骤（1）中制得的纤维前驱体进行高温烧结，冷却到室温后得到纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，

在配制混合溶液时还向混合溶液中加入金属R的无机盐，或者在加入有机酸后向混合溶液中加入金属R的无机盐，再用氨水调节pH值；

所述无机盐为硝酸盐和/或乙酸盐；

所述金属R为铜、钴、镍、锰、锌中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，

所述有机酸为酒石酸、柠檬酸、乳酸中的一种或多种的任意比混合，且有机酸的总量与混合溶液中金属离子总量的摩尔比为0.8～2.0:1。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，

用氨水调节pH值至弱碱性是指将pH值调节至9～10。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，

所述充分搅拌均匀所需的时间为15h～48h，且所述蒸发是采用旋转蒸发操作方式，旋转蒸发时的转速控制在35r/min～55r/min。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，

高温烧结过程的升温速率为2℃/min～10℃/min，高温烧结的温度为600℃～1100℃，烧结保温时间为2h～6h。

10.一种如权利要求1～3中任一项所述的或者如权利要求4～9中任一项所述制备方法得到的纳米晶氧化铜/铁氧体复合多孔纤维电极材料在制备超级电容器中的应用。