[發明專利]一種聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料及其制備方法與應用在審
| 申請號： | 201811463216.6 | 申請日： | 2018-12-03 |
| 公開（公告）號： | CN109559905A | 公開（公告）日： | 2019-04-02 |
| 發明（設計）人： | 林志丹;孔德濱 | 申請（專利權）人： | 暨南大學 |
| 主分類號： | H01G11/86 | 分類號： | H01G11/86;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/34;H01G11/44;H01G11/48 |
| 代理公司： | 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245 | 代理人： | 陳燕嫻;雷月華 |
| 地址： | 510632 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 碳納米纖維 聚乙烯醇 柔性復合材料 水凝膠 制備 導電物質 應用 復合材料技術 超級電容器 電化學性能 功能高分子 細菌纖維素 儲能材料 活性物質 基本骨架 柔性基底 結合力 導電 成型 力學 復合 | ||
1.一種聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將細菌纖維素浸泡在水中除酸，取出，冷凍干燥，然后進行高溫碳化，得到碳納米纖維；將碳納米纖維加入到去離子水中，超聲分散，配成分散液，然后將聚乙烯醇加入到上述分散液中，加熱至85～95℃直至聚乙烯醇完全溶解，然后降溫至50～60℃靜置以除去氣泡，得到PVA/CNF混合溶液；
(2)將PVA/CNF混合溶液倒入模具中，進行循環凍融成型，得到水凝膠，然后將水凝膠放入去離子水中，洗滌浸泡，取出，即得到所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料。
2.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：
步驟(1)中所述的的分散液中的碳納米纖維的濃度為0.1～5mg/mL；
步驟(1)中所述的PVA/CNF混合溶液中的PVA與CNF的質量比為1000:1～20:1。
3.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的冷凍干燥的方法為首先在液氮中冷凍0.5～2h，然后在真空條件及-45～-55℃下冷凍干燥12～24h。
4.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的高溫碳化的條件為在惰性氣氛及600～1000℃下保溫1～4h。
5.根據權利要求4所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：
步驟(1)中所述的惰性氣氛為氮氣或氬氣；
步驟(1)中所述的高溫碳化的裝置為管式爐，在低于400℃時的升溫速率為0.3～2℃/min，在高于400℃時的升溫速率為4～10℃/min。
6.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的循環凍融的方法為首先在-15～-25℃下冷凍8～12h，然后在20～30℃室溫下解凍8～12h，如此反復冷凍-解凍3～6次。
7.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：
步驟(1)和步驟(2)中所述的水為去離子水；
步驟(1)中所述的浸泡在水中除酸的時長為7天；
步驟(1)中所述的PVA的聚合度為1000～5000，水解度為85～99％。
8.根據權利要求1所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的洗滌浸泡的時長為2～7天。
9.一種聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料，其特征在于：由權利要求1～8任一項所述的制備方法得到。
10.權利要求9所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料的應用，其特征在于：將所述的聚乙烯醇-碳納米纖維柔性復合材料用作超級電容器的電極材料。
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