石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法，将聚丙烯腈加入到良好分散的氧化石墨烯和碳纳米管的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，一定温度下搅拌制成纺液，然后利用静电纺丝技术制备出复合薄膜，经过高温退火和二氧化碳活化得到石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维三元复合薄膜。本发明专利技术得到的薄膜可以直接用作电容型脱盐电极。本发明专利技术的方法简单、不需要粘合剂并且制备的电极材料具有柔性特性，便于组装，也符合环境友好的要求，制备的三元复合材料具有独特的微观结构、良好的导电性，能够有效的提高脱盐性能，具有潜在的发展前景。

Preparation of graphene / carbon nanotube / carbon nanofiber membrane three element composite capacitive desalination electrode

The present invention provides a method for preparing graphene / carbon nanotube / carbon nano fiber membrane three element composite capacitive desalination electrode, the polyacrylonitrile added to graphene oxide and carbon nanotubes are well dispersed in N solution, two DMF N, under a certain temperature stirring manufactured liquid, and then use the electrostatic the spinning technology of prepared composite films after annealing at high temperature and carbon dioxide activation of graphene / CNTs / CNFs composite film of three yuan. The films obtained by the invention can be directly used as capacitive type desalination electrodes. The method of the invention is simple, does not need the electrode materials and the preparation of the adhesive with flexible properties, convenient assembly, is also in line with the requirements of environment-friendly, three element composite material prepared has good conductive micro structure, unique, can effectively improve the desalination performance, is promising.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法
本专利技术属于电学领域，涉及一种电容脱盐电极，具体来说是一种石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法。
技术介绍
近年来，由于环境污染和人口增长，水资源危机已经成为一个全球性问题。传统的海水和苦咸水脱盐淡化包括多级闪蒸，电渗析，离子交换，反渗透技术。然而，常规的脱盐技术局限于过度的能源消耗，二次污染，低的环境友好和维护难等问题。在此背景下，电容脱盐由于其可再生、低成本、环境友好等优点已经吸引越来越多工业和科学部门的关注。电容脱盐技术基于循环电容器，其在外部直流电压（通常低于2.0V）下的正离子和负离子可以被吸引到在带电电极和盐溶液之间形成的双电层内。因此，具有较高表面积和良好导电性能的多孔材料成为了理想的电容脱盐电极材料。已经测试了的碳材料如活性炭、碳气凝胶、碳纳米纤维、碳纳米管等作为电容脱盐的电极材料。然而，它们大多是粉末，并且必须使用聚合物粘合剂来制造电极。石墨烯是新型二维多孔碳材料，由于其具有较高的比表面积以及良好的导电性，已经被用于电容脱盐领域。中国专利技术专利公告号CN103253740A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）取聚丙烯腈溶于N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，配成聚丙烯腈溶液，所述的聚丙烯腈溶液的质量百分比浓度为8‑12%；将氧化石墨烯和碳纳米管添加到聚丙烯腈溶液中，所述的氧化石墨烯、碳纳米管与聚丙烯腈溶液的质量比为1：0.05‑0.15：08~12，超声混合均匀，将溶液在60℃以下的温度下连续搅拌，得到氧化石墨烯/碳纳米管/聚丙烯腈纺液；2）将氧化石墨烯/碳纳米管/聚丙烯腈纺液放入一个注射器中，然后通过注射泵在18~20kV的电压下以0.8~1.2mL h

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电容型脱盐电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）取聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，配成聚丙烯腈溶液，所述的聚丙烯腈溶液的质量百分比浓度为8-12%；将氧化石墨烯和碳纳米管添加到聚丙烯腈溶液中，所述的氧化石墨烯、碳纳米管与聚丙烯腈溶液的质量比为1：0.05-0.15：08~12，超声混合均匀，将溶液在60℃以下的温度下连续搅拌，得到氧化石墨烯/碳纳米管/聚丙烯腈纺液；2）将氧化石墨烯/碳纳米管/聚丙烯腈纺液放入一个注射器中，然后通过注射泵在18~20kV的电压下以0.8~1.2mLh-1的恒定流速进行电纺丝，将电纺纤维收集在接地的铝箔上，然后将收集的纤维纸干燥过夜之后，在空气中以1-2℃/min的加热速率在260-280℃下稳定1-2小时，得到预氧化纤维，然后将预氧化的纤维膜转至管式炉中在连续流动的氮气下进一步加热至700-900℃并保温1-3h，然后把氮气换成二氧化碳气体将纳米纤维膜活化1-2h，得到石墨烯/碳纳米管/碳纳米纤维膜三元复合电极材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大全，罗国铭，王意珍，章振华，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31