三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料、其制法及应用制造技术

本申请公开了一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料、其制法及应用。所述复合材料包括：主要由碳纤维形成的导电基体网络；以及，包覆于所述碳纤维表面的硫铜化合物纳米片。所述制备方法包括：将铜源和碳源溶于有机溶剂，形成均匀的纺丝溶液；以静电纺丝法对纺丝溶液进行处理，获得纺丝材料；对纺丝材料依次进行预氧化和碳化处理，获得三维复合材料前驱物；将所述前驱物与硫源溶液混合反应，获得所述复合材料。本申请的三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料具有比表面积大，活性物质负载量大，导电能力优良等优点，可用于构建具有大容量的超级电容器，且制备工艺简单易控制，生产效率高，成本低廉，利于大规模实施。

【技术实现步骤摘要】
三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料、其制法及应用
本申请具体涉及一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料、其制备方法及应用，例如将其为原料得到的电极以及包括该电极的超级电容器。
技术介绍
基于硫铜化合物等的三维结构的复合材料因具有较高比表面积，故而被认为是极具发展潜力的一类材料。但现有的三维复合材料一般存在制备工艺复杂，需使用高耗能设备等缺陷。例如，有研究人员将硫化铜与聚吡啶PPy导电材料复合，得到了PPy/硫化铜复合材料，该复合材料的导电性及电化学性能较之聚吡啶和硫化铜都有提升，但是由于硫化铜的比表面积小，机械混合使其容量不高。另外，还有一些研究人员提出了将硫化铜与碳纤维等复合形成的复合材料，但这些复合材料大多需要高耗能水热反应制备，且得到的多为一维纳米线、纳米棒或机械复合的结构，其比表面积相对较低，导致活性物质载量较低，电化学活性未得到实质性提升。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本申请采用的技术方案包括：本申请实施例提供了一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料，其特征在于包括：主要由碳纤维形成的导电基体网络；以及，包覆于所述碳纤维表面的硫铜化合物纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料，其特征在于包括：主要由碳纤维形成的导电基体网络；以及，包覆于所述碳纤维表面的硫铜化合物纳米片。2.根据权利要求1所述的三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料，其特征在于：所述碳纤维的直径为400～600nm；和/或，所述碳纤维的长度为5μm～10mm；和/或，所述碳纤维与硫铜化合物纳米片的质量比为1～2：5；和/或，所述硫铜化合物纳米片的厚度为10～80nm；和/或，所述三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料的比表面积在102m2/g以上。3.一种三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于包括：将铜源和碳源溶于有机溶剂，形成均匀的纺丝溶液，以静电纺丝法对所述纺丝溶液进行处理，获得纺丝材料；将所述纺丝材料在含氧气氛中进行预氧化处理，之后在保护性气氛中进行碳化处理，获得三维复合材料前驱物；将所述三维复合材料前驱物与硫源溶液混合反应，获得所述三维结构硫铜化合物/碳纤维复合材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述铜源包括铜盐；优选的，所述铜盐包括CuCl2·2H2O、CuSO4·5H2O、Cu(CH3COO)2和Cu(NO3)2·3H2O中的任意一种或两种以上组合；和/或，所述碳源包括聚合物；优选的，所述聚合物包括聚丙烯晴或聚乙烯吡咯烷酮。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化处理包括：将所述纺丝材料在含氧气氛中于230～280℃煅烧1～3h；优选的，所述含氧气氛采用空气气氛。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳化处理包括：将经过预氧化处理的纺丝材料在保护性气氛中于600～800℃煅烧1～3h，获得三维复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃钢，李继元，刘美男，潘争辉，侯远，杨洁，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32