一种氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料的制备方法及其应用

摘要

一种氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料的制备方法及其应用，本发明涉及一种柔性电极材料的制备方法及其应用，本发明是要解决现有方法制备柔性电极材料的不具备良好的稳定性、循环性能及力学性能的问题。方法为：制备细菌纤维素浆料；制备氮磷掺杂碳纤维，制备氮磷掺杂碳纤维石墨烯复合材料分散液，将细菌纤维素浆料真空抽滤成膜，然后加入氮磷掺杂碳纤维石墨烯复合材料分散液继续抽滤成膜，真空干燥，即完成。本发明应用于超级电容器。本发明对设备腐蚀低、成本低、可规模化生产，柔性电极材料循环性能及力学性能好，制备成对称性超级电容器具有很好的电容性。本发明属于纳米材料技术领域。

主权项

一种氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、将细菌纤维素浸泡在去离子水中超声洗涤，然后均匀分散在去离子水中，再转移到匀浆机中高速搅拌，得到基底用细菌纤维素浆料；二、另取细菌纤维素浸泡在去离子水中超声洗涤，冷冻干燥，得到干燥的细菌纤维素；将干燥的细菌纤维素浸泡在掺杂剂溶液中，搅拌后超声处理，再冷冻干燥，获得细菌纤维素前驱体，将细菌纤维素前驱体置于管式炉中高温裂解碳化，获得氮磷掺杂的碳纤维；其中掺杂剂溶液为尿素和磷酸二氢铵的混合溶液；三、将氮磷掺杂的碳纤维与石墨烯混合，再加入表面活性剂，分散在去离子水中，超声处理后转移到匀浆机中高速搅拌，获得均匀分散的氮磷掺杂碳纤维石墨烯分散液；四、将基底用细菌纤维素浆料真空抽滤成膜，然后加入氮磷掺杂碳纤维石墨烯分散液继续抽滤成膜，再置于真空干燥箱中进行干燥，制成氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料；其中氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料中氮磷掺杂碳纤维与石墨烯的质量比为(20～2):1；氮磷掺杂碳纤维/石墨烯/细菌纤维素柔性电极材料中氮磷掺杂碳纤维与细菌纤维素基底的质量比为(0.1～1)：1；步骤二中干燥的细菌纤维素与尿素的质量比为(0.3～10):1；干燥的细菌纤维素与磷酸二氢铵的质量比为(0.3～10):1。