[發明專利]一種碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710894122.3
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107833756B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 閆健;王偉杰;歐大為;秦清清;吳玉程
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/32;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/86
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：稱取PVA固體0～6g，加蒸餾水30ml后升溫至70-90℃攪拌溶解，得到PVA溶液；將KOH固體溶解在10-30ml蒸餾水中，隨后與PVA溶液混合，于60-80℃攪拌10-300min，獲得PVA-KOH溶液或KOH溶液；

步驟2：稱取葡萄糖粉末0.1～5g、紅磷0.01～1.5g以及醋酸鎳0.01～1g，加入20-30ml蒸餾水混合，于50-80℃下攪拌10-300min，至溶液呈粘稠狀，得到葡萄糖-紅磷-醋酸鎳混合液；將步驟1獲得的PVA-KOH溶液或KOH溶液與葡萄糖-紅磷-醋酸鎳混合液混合，攪拌均勻，得到混合漿料；

步驟3：將步驟2獲得的混合漿料涂覆在碳纖維紙或PAN纖維膜上，涂覆厚度為10-30μm，然后送入管式爐中，在氬氣氣氛中進行退火處理，退火后用去離子水洗滌，干燥后獲得碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1中，PVA與KOH的質量比為(5～0):1；所述PVA的分子量為2000-300000。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，葡萄糖與紅磷的質量比為(5～0.1):1，醋酸鎳的質量為葡萄糖質量的5-15％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，PVA-KOH溶液或KOH溶液與葡萄糖-紅磷-醋酸鎳混合液混合時，所取PVA-KOH溶液或KOH溶液的質量為10mg-50mg，葡萄糖-紅磷-醋酸鎳混合液的質量為5mg-25mg。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟3中，所述碳纖維紙或PAN纖維膜的尺寸為1cm×2cm，厚度為30-150μm。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟3中，退火溫度為500-1200℃，退火時間為1-10h，升溫速率1-20℃/min。

7.一種權利要求1所述的制備方法制備的碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料的應用，其特征在于：

是以碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料作為超級電容器的負極材料。

8.一種權利要求1所述的制備方法制備的碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料的應用，其特征在于：

是以兩片碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料組裝成對稱性超級電容器。

9.一種權利要求1所述的制備方法制備的碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料的應用，其特征在于：

是將碳纖維/三維網狀石墨烯復合材料作為導電基底材料，在所述導電基底材料上進一步生長其他電極材料以制備復合電極材料。