一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法，该方法以浸渍了硝酸镍的棉布作为基底，硝酸镍作为镍源，乙腈作为碳源，在氮气气氛中碳化后化学气相沉积，通过调整硝酸镍的量、化学气相沉积时间以及氮气气流速度来控制碳纳米管的形貌。碳纳米管的生长不仅提高了织构化碳纤维布的导电性和力学性能，同时硝酸镍在被还原过程中在织构化碳纤维布上留下了丰富的孔道，增大了电极的比表面积，使得其作为超级电容器的电极，具有优异的电容特性。碳纳米管的相互交织有利于离子的传输，拓宽了该材料在储能领域的广泛应用；而且本发明专利技术原料易得，成本低廉，工艺简单，可以实现大规模生产。

A preparation method of textured carbon fiber cloth / carbon nanotube composite

【技术实现步骤摘要】
一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法
本专利技术属于超级电容器
，具体涉及一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法。
技术介绍
织构化碳纤维布具有中空结构，可作为电极材料的生长基底。或者以电极的形式直接应用于超级电容器。Lei课题组(JournalofColloidandInterfaceScience.553(2019)705-712)以棉布为原料进行碳化得到织构化碳纤维布(TC)，再通过氢氧化钾活化的方式得到大比表面积的织构化碳纤维布(aTC)电极应用于超级电容器。尽管织构化碳纤维布在作为超级电容器电极具有良好的应用前景，但其导电性和较低的比容量限制了其应用。碳纳米管(CNTs)，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的量子材料。具有极其优异的导电性，力学性能和导热性。将其负载在柔性材料上可以提高柔性材料的导电性，力学性能以及电极的载量，同时提高电极及器件的性能，这一点得到了人们的关注。Liu课题组(EnergyStorageMater.11(2018)7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：/n(1)将废旧棉纤维织物依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗，去除纤维表面的灰尘、杂质以及有机污染物后，干燥；将清洗并干燥后的棉纤维织物在硝酸镍水溶液中浸渍，浸渍好后干燥至表面没有流动水分的潮湿状态，将其冷冻干燥；/n(2)将冷冻干燥后的棉纤维织物在氮气保护下升温至700～900℃，恒温碳化60～90分钟，得到负载有镍颗粒的多孔碳纤维布；/n(3)继续在氮气气氛下700～900℃恒温10～20min，且此恒温过程中通过氮气带入乙腈，使多孔碳纤维布上原位生长碳纳米管，得到织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：
(1)将废旧棉纤维织物依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗，去除纤维表面的灰尘、杂质以及有机污染物后，干燥；将清洗并干燥后的棉纤维织物在硝酸镍水溶液中浸渍，浸渍好后干燥至表面没有流动水分的潮湿状态，将其冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的棉纤维织物在氮气保护下升温至700～900℃，恒温碳化60～90分钟，得到负载有镍颗粒的多孔碳纤维布；
(3)继续在氮气气氛下700～900℃恒温10～20min，且此恒温过程中通过氮气带入乙腈，使多孔碳纤维布上原位生长碳纳米管，得到织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料。


2.根据权利要求1所述的织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硝酸镍水溶液中硝酸镍的浓度为0.02～0.1mol/L。


3.根据权利要求2所述的织构化碳纤维布/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硝酸镍水溶液中硝酸镍的浓度为0.05～0.06mol/L。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷志斌，牛斐，张文亮，郭瑞，孙惠，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61