一种空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维或碳纳米管及其制备方法

摘要

本发明涉及一种空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维/碳纳米管及其制备方法，包括以下步骤：配制纺丝溶液；复合纳米纤维前躯体的制备及其干燥；碳化复合纳米纤维前躯体得复合纳米纤维或纳米管；酸处理复合纳米纤维或纳米管并干燥得空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维/碳纳米管。本发明还可进一步利用上述碳纳米纤维/碳纳米管制备电极及组装锂离子电池或超级电容器。本发明提出的制备方法克服了环化高分子需要高温度石墨化的缺点，同时提高了复合纳米纤维/纳米管的比表面积，电导率，和抵抗外界原因导致体积膨胀所带来的对结构破坏的能力，组装成的锂离子电池和超级电容器器件，呈现出容量高、倍率好、稳定性高等特点。

主权项

一种空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维或碳纳米管的制备方法，其特征在于，依序包括如下步骤：（1）配制静电纺丝液：用极性溶剂将过渡金属盐与可环化高分子树脂混合搅拌后配制成均匀的静电纺丝液，其中静电纺丝液中所述可环化高分子树脂占所述可环化高分子树脂和极性溶剂质量之和的5~50%；所述过渡金属盐占所述可环化高分子树脂和极性溶剂质量之和的0.5~50 %；（2）复合纳米纤维前躯体的制备：将步骤（1）配制的静电纺丝液通过静电纺丝设备在高压静电作用下，制备成复合纳米纤维前躯体；（3）干燥：将所述复合纳米纤维前躯体在真空中干燥；（4）煅烧：将干燥后的复合纳米纤维前躯体在惰性气氛中碳化成复合纳米纤维或纳米管；（5）酸处理并干燥：将碳化后的复合纳米纤维或纳米管用酸进行处理，并在真空中干燥制得所述空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维或碳纳米管。