一种纳米碳改性中空活性炭微管及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳改性中空活性炭微管及其制备方法与应用。所述制备方法包括：将天然中空纤维浸渍于亲水性溶液中，再经干燥和脆断处理，获得亲水性中空纤维；之后将所获亲水性中空纤维真空浸渍于碳材料分散液中进行水热反应，再经后处理获得碳材料改性中空纤维；然后将所获碳材料改性中空纤维真空浸渍于活性剂水溶液中，再经高温活化炭化处理获得纳米碳改性中空活性炭微管。本发明专利技术制备的纳米碳改性中空活性炭微管具有比表面高积、孔结构发达、导电性好等优点，同时本发明专利技术制备的纳米碳改性中空活性炭微管于制备超级电容器、锂硫电池、太阳能电池等储能器件。

A hollow activated carbon microtubule modified by nano carbon and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳改性中空活性炭微管及其制备方法与应用
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种纳米碳改性中空活性炭微管及其制备方法与应用。
技术介绍
活性碳因其低成本、高比表面积、孔隙结构发达、表面化学丰富而成为超级电容器的热门电极材料。目前大量的工作研究采用天然生物质为碳源，采用氢氧化钾、磷酸等强的活化剂，通过惰性气体下高温炭化活化，制备高比表面积活性炭。天然生物质具有多种多样独特的结构形貌，是制备不同微观结构活性炭的模板。例如利用天然中空纤维为碳源和模板，制备具有独特中空空腔结构的活性炭微管。一维的中空空腔及管壁上发达的孔隙结构有利于提高超级电容器的倍率性能。然而由于在活性炭材料制备中的高温活化，虽然可以大幅度提高比表面积，但同时对生物质天然的微观结构破坏严重造成无序的孔结构且不利于活性炭导电性的提高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种纳米碳改性中空活性炭微管及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种纳米碳改性中空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米碳改性中空活性炭微管的制备方法，其特征在于包括：/n将天然中空纤维浸渍于亲水性溶液中，再经干燥和脆断处理，获得亲水性中空纤维；/n将所获亲水性中空纤维真空浸渍于碳材料分散液中进行水热反应，再经后处理获得碳材料改性中空纤维；/n以及，将所获碳材料改性中空纤维真空浸渍于活性剂水溶液中，再经高温活化炭化处理获得纳米碳改性中空活性炭微管。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳改性中空活性炭微管的制备方法，其特征在于包括：
将天然中空纤维浸渍于亲水性溶液中，再经干燥和脆断处理，获得亲水性中空纤维；
将所获亲水性中空纤维真空浸渍于碳材料分散液中进行水热反应，再经后处理获得碳材料改性中空纤维；
以及，将所获碳材料改性中空纤维真空浸渍于活性剂水溶液中，再经高温活化炭化处理获得纳米碳改性中空活性炭微管。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：将天然中空纤维浸渍于浓度为亲水性溶液中2-8h，之后经洗涤、干燥、液氮冷冻脆断和剪切处理，获得所述亲水性中空纤维；
优选的，所述亲水性溶液包括亚氯酸钠、氢氧化钠、无水乙醇中的任意一种或两种以上组合的水溶液；优选的，所述亚氯酸钠水溶液的浓度为0.5-2wt％，尤其优选为1-2wt％；优选的，所述无水乙醇的水溶液的浓度为10-50wt％；优选的，所述氢氧化钠水溶的浓度为0.2-1wt％。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述天然中空纤维包括具有天然中空结构的生物质，优选为木棉、柳絮、棉花中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述亲水性中空纤维的长度为100-1000μm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料分散液包括预氧化单壁碳纳米管分散液、氧化多壁碳纳米管分散液、氧化石墨烯分散液中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述氧化石墨烯分散液所含氧化石墨烯的层数为1-5层，尺寸为200-1000nm；优选的，所述碳材料分散液还包括表面活性剂和去离子水；优选的，所述表面活性剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、聚醚酰亚胺、乙二胺中的任意一种或两种以上的组合。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为120-180℃，时间为5-10h；
和/或，所述亲水性中空纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永毅，曹玉芳，周涛，周世武，邸江涛，李清文，
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南昌研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36