2016110389689Fe2O3层状纳米阵列、具有层状结构的Fe2O3PPy柔性复合材料及制备和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN106558423B
(45)授权公告日2018.10.16
(21)申请号201611038968.9H01G11/48(2013.01)
(22)申请日2016.11.21B82Y30/00(2011.01)
(65)同一申请的已公布的文献号审查员朱晓岗
申请公布号CN106558423A
(43)申请公布日2017.04.05
(73)专利权人华中科技大学
地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路
1037号
(72)发明人胡先罗王利斌黄云辉
(74)专利代理机构华中科技大学专利中心
42201
代理人朱仁玲
(51)Int.Cl.
H01G11/30(2013.01)
H01G11/46(2013.01)权利要求书2页说明书7页附图9页
(54)发明名称

Fe2O3层状纳米阵列、具有层状结构的Fe2O3/
PPy柔性复合材料及制备和应用
(57)摘要

本发明涉及一种Fe2O3层状纳米阵列、具有

层状结构的Fe2O3/PPy柔性复合材料及其二者的

制备方法和应用，属于材料领域。该Fe2O3层状纳
米阵列利用特定规格的ZnO纳米棒模板作为原料

制备，该Fe2O3/PPy柔性复合材料采用气相原位

化学聚合法复合Fe2O3层状纳米阵列和PPy得到。
气相原位聚合方法更为简单、易实现，可控性较

好。Fe2O3层状纳米阵列具有特殊的层状结构，具
有比表面高和离子扩散路径短的优点。相应制备

得到的Fe2O3/PPy柔性复合材料具有高比电容和
优异的循环性能，作为超级电容器电极材料在能
源领域有较好的应用前景。
CN106558423B
CN106558423B权利要求书1/2页

1.一种Fe2O3层状纳米阵列，其特征在于，所述Fe2O3层状纳米阵列为层状结构，其由生长

在碳布上的高度取向的Fe2O3纳米棒并行排列而成，该Fe2O3纳米棒的表面生长有Fe2O3纳米
-2
片，该Fe2O3层状纳米阵列在10mV/s下的面积比电容为40mF·cm；所述Fe2O3层状纳米阵列
采用如下步骤制备：
(1)制备ZnO纳米棒模板

(1.1)浓度为0.015mol/L的Zn(NO3)3水溶液和0.015mol/L的六次甲基四胺水溶液等体
积混合均匀，加入氨水调节混合液的pH为11，得混合液A；
(1.2)取亲水型碳布在0.1-1.0mol/L高锰酸钾溶液中浸泡15分钟以上，并洗涤干净；
(1.3)将步骤(1.1)中得到的所述混合液A和步骤(1.2)中得到的所述碳布转移到一密
闭容器中，置于70-100℃下水热反应16-28小时，用去离子水洗涤，碳布的面积与混合液A的
体积比为15-30cm2/L；

(2)制备Fe2O3层状纳米阵列

室温条件下，将长有ZnO纳米棒模板的碳布在浓度为0.01-0.05mol/L的Fe(NO3)3水溶液
中浸泡12-24小时，得到的产物用去离子水洗涤干燥后，置于马弗炉中480-850℃下煅烧3-8

小时，在碳布上得到Fe2O3层状纳米阵列。

2.如权利要求1所述的一种Fe2O3层状纳米阵列，其特征在于，所述Fe2O3纳米棒的长度为
1-2μm，直径为100-300nm。

3.如权利要求1所述的一种Fe2O3层状纳米阵列，其特征在于，所述Fe2O3纳米片的厚度为
5-20nm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的Fe2O3层状纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述

Fe2O3层状纳米阵列采用模板法制备，具体过程如下：室温条件下，将长有ZnO纳米棒模板的

碳布在浓度为0.01-0.05mol/L的Fe(NO3)3水溶液中浸泡12-24小时，得到的产物用去离子水

洗涤干燥后，置于马弗炉中480-850℃下煅烧3-8小时，在碳布上得到Fe2O3层状纳米阵列，其
中，所述ZnO纳米棒模板的直径为100-300nm，长度为1-2μm。

5.如权利要求4所述的一种Fe2O3层状纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述ZnO纳米

棒模板按照如下方法制备：(1)浓度为0.015mol/L的Zn(NO3)3水溶液和0.015mol/L的六次甲
基四胺水溶液等体积混合均匀，加入氨水调节混合液的pH为11，得混合液A；(2)取一亲水型
碳布在0.1-1.0mol/L高锰酸钾溶液中浸泡15分钟以上，并洗涤干净；(3)将步骤(1)中得到
的所述混合液A和步骤(2)中得到的所述碳布转移到一密闭容器中，置于70-100℃下水热反
应16-28小时，用去离子水洗涤，其中，所述碳布的面积与所述混合液A的体积的比值范围为
15-30cm2/L。

6.一种具有层状结构的Fe2O3/PPy柔性复合材料，其特征在于，所述柔性复合材料包括