一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法。以炭纤维毡/布为柔性基体，以硅源或钛源和外来碳源为反应原料，以炭纤维微观结构界面为晶种通过气相反应在炭纤维表面生长形貌规整的碳化物纳米线，再通过高温氯化移除硅/钛原子得到自支撑的碳化物衍生炭纳米线。制备的材料中炭纤维基体具有良好物理强度和导电性能，构成宏观上具有三维整体式结构且微观上孔道结构在亚纳米尺度精确可控的碳化物衍生炭/炭纤维柔性材料。用做锂离子电池、超级电容器等储能器件的电极材料或载体时，大大缩短电极制备工艺，降低生产成本；本发明专利技术制备出材料的纳米线含量可控，产物分布均匀、纯度高，可规模化生产。

Method for preparing self-supporting carbon carbide derived carbon nanowire

The invention relates to a method for preparing self-supporting carbide derived carbon nanowires. The carbon fiber felt / cloth as a flexible substrate with the silicon source or titanium source and external carbon source as the raw material, the microstructure of carbon fiber as seed by gas phase reaction in carbide nanowires grown on the surface morphology of carbon fibers, and then through high temperature chlorination to remove silicon / titanium atoms obtained from carbide derived support carbon nanowires. Carbon fiber matrix material prepared has good physical strength and conductivity, a macro has a three-dimensional integral structure and micro pore structure derived carbon / carbon fiber flexible materials in precision controllable sub nano scale carbide. Used for lithium ion battery, super capacitor energy storage device such as the electrode material or carrier, greatly shorten the electrode preparation process, reduce the production cost; the prepared controllable nanowires content materials, products of uniform distribution and high purity can be produced on a large scale.

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法
本专利技术涉及一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法，属于材料制备领域。
技术介绍
近年来，随着先进电子技术的飞速进步，电子设备正朝着轻捷、便携、可弯曲、可折叠等方向发展，为满足当代电子产品的发展，开发柔性电化学储能器件具有重要的意义。柔性器件的构型主要由电极设计决定，而柔性电极的发展方向之一是开发新型柔性基体材料(EnergyEnviron.Sci.,2014,7,1307-1338)。这样而言，具有良好的电子导电性、优异的力学性能、柔韧性、可编织性和自支撑特性等特点的炭纤维是柔性电极的理想设计材料。碳化物衍生炭(CarbideDerivedCarbon，CDC)是一种具有纳米多孔结构的新型多孔炭材料，因其具有成本低、比表面积高(可达2000m2g-1以上)、纳米孔结构发达(开孔孔隙率可达80％以上)、孔径分布集中且精确可调(0.5～2nm)，从各种炭基材料(活性炭粉、活性炭纤维、炭气凝胶、碳纳米管、模板炭等)中脱颖而出，在双电层电容器、气体吸附和储存、催化剂载体等领域有广泛的应用，是当前炭材料领域研究的热点之一。此前有关CDC的研究主要集中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)炭纤维毡/布制备：将沥青纤维、聚丙烯腈纤维或黏胶基纤维原丝制成毡状，然后经过热处理得到炭纤维毡，或是先热处理得到沥青基炭纤维或聚丙烯腈炭纤维，然后再编制成炭布，其中热处理温度为1000～3000℃；(2)将炭毡/布基体与硅源和碳源，或者钛源和碳源密封放置于同一容器中，是硅源和碳源时，Si元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；是钛源和碳源时，Ti元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；(3)在惰性气氛下，加热至终温为1000～2000℃，恒温0.5～4h，冷却至室温得到一种以炭纤维毡/布为基底的自支撑碳化硅或碳化钛纳...

【技术特征摘要】
1.一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)炭纤维毡/布制备：将沥青纤维、聚丙烯腈纤维或黏胶基纤维原丝制成毡状，然后经过热处理得到炭纤维毡，或是先热处理得到沥青基炭纤维或聚丙烯腈炭纤维，然后再编制成炭布，其中热处理温度为1000～3000℃；(2)将炭毡/布基体与硅源和碳源，或者钛源和碳源密封放置于同一容器中，是硅源和碳源时，Si元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；是钛源和碳源时，Ti元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；(3)在惰性气氛下，加热至终温为1000～2000℃，恒温0.5～4h，冷却至室温得到一种以炭纤维毡/布为基底的自支撑碳化硅或碳化钛纳米线；(4)将上述碳化硅或碳化钛纳米线在惰性气氛下升温加热至600～1200℃后，停止惰性气体改通氯气，氯气的流量为20～150mL/min，在终温条件下恒温0.5～5h。2.根据权利要求1所述的一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法，其特征在于：所述的沥青纤维为中间相沥青基炭纤维、各向同性沥青基炭纤维中的至少一种。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩飞，李轩科，唐文，刘金水，张福全，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43