具有柔性的取向掺氮碳纳米管薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明属于新能源材料领域，具体为一种可自支撑的具有柔性且高度取向的掺氮碳纳米管薄膜及其制备方法和应用。本发明以取向的碳纳米管薄膜为模板，通过二次生长在取向的每一根碳纳米管外表面再生长上层数可控的掺氮的石墨烯层，最终制备高度取向的掺氮碳纳米管薄膜。通过改变反应时间可以获得具有不同管径的取向掺氮碳纳米管薄膜。这种取向的掺氮碳纳米管薄膜具有良好的导电性和抗拉伸强度，同时还具有一定的柔性。这种取向掺氮碳纳米管薄膜在柔性锂离子电池负极材料中具有很好的应用，显示出非常高的比容量。制备的锂离子电池可以在弯曲和缠绕状态下稳定工作。

主权项

具有柔性的取向的掺氮碳纳米管薄膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将取向碳纳米管薄膜架空，即不与任何基底贴合，置于可密封的炉中；用惰性气体保护；（2）从室温升至1050‑1100摄氏度，时间20‑30分钟；再通入还原性气体氢气，及碳、氮源气体，并在此温度维持10‑90分钟；（3）开始降温时关闭额外的碳、氮源气体，保持惰性气体保护，直到体系温度到达室温；将薄膜从架空装置上拿下来，获得可自支撑的柔性、取向的掺氮碳纳米管薄膜。