一种多孔碳纳米纤维毡及多孔碳纳米纤维电极的制备方法

摘要

本发明提供了多孔碳纳米纤维毡及多孔碳纳米纤维电极的制备方法。所述的多孔碳纳米纤维毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将高分子聚合物和造孔剂溶解在有机溶剂中，形成聚合物溶液；第二步：采用静电纺丝工艺，将上述聚合物溶液纺成纳米纤维毡；第三步：将第二步的纳米纤维毡在空气气氛下完成预氧化过程，将预氧化后的纳米纤维毡在惰性气体保护下，经高温碳化得到多孔结构的碳纳米纤维毡。所述的多孔碳纳米纤维电极的制备方法，包括以下步骤：按照上述方法制备多孔碳纳米纤维毡，将多孔碳纳米纤维毡直接附在集流体上即构成电极。本发明选用廉价可回收利用的二甲基砜为造孔剂，从而有效降低成本。

主权项

一种多孔碳纳米纤维毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取0.9371g聚丙烯腈，加入10mL二甲基甲酰胺中；加入1.4056g二甲基砜，60℃恒温水浴加热直至完全溶解，配制成PAN浓度为9％，聚丙烯腈与二甲基砜质量比为2∶3的纺丝前驱液，用定量泵将置于10mL针管中的前驱液以1mL/min的恒定速率经直径为0.5mm 的针头推入12kV静电场进行静电纺丝，接收板与针头间距为15cm，环境温度为20.5℃，相对湿度为35％；将静电纺得到的纳米纤维毡置于马弗炉中，在空气气氛下以1℃/min的升温速率从室温升至80℃，停留1h，再以1℃/min的 升温速率升至260℃并停留1h，完成预氧化成孔过程，二甲基砜在预氧化过程挥发，使纤维表面形成20‑30 nm介孔，在氮气气氛下，将预氧化处理后的纳米纤维毡置于管式炉中进行高温碳化，所述的高 温碳化过程为以5℃/min的升温速率从室温升至800℃，停留90min，高温碳化后得到多孔结构的碳纳米纤维毡。