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一種納米纖維素基碳纖維網(wǎng)格無紡布柔性電極的制備方法與流程

文檔序號:11938153閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種納米纖維素基碳纖維網(wǎng)格無紡布柔性電極的制備方法,包括步驟如下:

步驟一、不同種類的纖維素原料(木漿、竹漿、棉漿)利用TEMPO催化氧化、超聲分散、真空旋轉(zhuǎn)濃縮等步驟制備得到CNFs懸浮液,其中CNFs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~1.2%;

步驟二、將一定量不同種類催化脫水劑加入到步驟一所得到的CNFs懸浮液中,劇烈攪拌10~60min、真空除泡5~60min得到CNFs紡絲原液;

步驟三、將30ml步驟二所得到的CNFs紡絲原液注入到50ml的注射器中,利用微量注射泵控制CNFs紡絲原液以一定流量(2.5-5.5ml/h)通過內(nèi)徑為0.41mm的平頭針頭進(jìn)入凝固浴中,其中CNFs網(wǎng)格無紡布大小及編織結(jié)構(gòu)通過利用數(shù)控設(shè)備控制平頭針頭的運(yùn)動編織策略來實(shí)現(xiàn),編織完成后CNFs網(wǎng)格布在凝固浴中老化30min;

步驟四、將步驟三所得到的CNFs網(wǎng)格布在30~100℃、限域條件下干燥1~6h,制備出干態(tài)CNFs網(wǎng)格無紡布;

步驟五、將步驟四所得到的干態(tài)CNFs網(wǎng)格無紡布在限域以及特定溫度條件下各預(yù)氧化30min,得到預(yù)氧化CNFs網(wǎng)格無紡布;

步驟六、將步驟五所得到的預(yù)氧化CNFs網(wǎng)格無紡布在限域,不同氣氛,特定溫度條件下碳化一定時間,得到納米纖維素基碳纖維網(wǎng)格無紡布柔性電極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟二中所述的不同種類催化脫水劑包括NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、NH4HSO4和(NH4)2SO4、硫脲以及尿素等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟二中加入的催化脫水劑百分含量(催化脫水劑/(催化脫水劑+CNFs))為5%~20%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟四中限域條件為2D限域條件,即在干燥過程中產(chǎn)生一個2D張力環(huán)境。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟五中限域條件為2D限域條件,即在預(yù)氧化過程中產(chǎn)生一個2D張力環(huán)境。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟五中特定溫度為120、165、210、230、250、270、290、310℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟六中限域條件為2D限域條件,即在碳化過程中產(chǎn)生一個2D張力環(huán)境。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟六中不同氣氛為N2、Ar以及Ar+H2混合氣。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟六中特定溫度為600℃、1100℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟六中碳化時間為30~60min。

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