[发明专利]一种比容量高、低漏电流的碳纳米纤维氮化型导电高分子复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种比容量高、低漏电流的碳纳米纤维氮化型导电高分子复合材料的制备方法，具体包括：

1)将水溶性羧基化石墨烯粉末配制成含量为2-3％的悬浮乳液A，等量分为三份量备用；

2)将聚丙烯腈(PAN)溶于N,N一二甲基甲酰胺(DMF)，然后采用高压静电纺丝技术纺织PAN原丝，将纺好的PAN原丝放于红外管式反应炉中进行碳化，制得碳纳米纤维(CNFs)，然后将碳纳米纤维(CNFs)加入1份量的悬浮乳液A中，碳纳米纤维(CNFs)的加入量为5％-20％，搅拌均匀制成悬浮乳液B；

3)将导电高分子单体加入悬浮乳液B中，超声振荡均匀，得到悬浮乳液C，所述导电高分子单体浓度为1％～20％；

4)配制浓度为1％～10％氧化剂溶液，以30～80ml·min^-1的速率加入悬浮乳液C中，并且不间断搅拌4h，通过原位聚合技术将导电高分子单体与碳纳米纤维(CNFs)合成高分子导电聚合物D；

5)用去离子水和乙二醇、乙醇的混合物清洗高分子导电聚合物D，而后将其放置于40～70℃真空烘箱中干燥12～20小时，得到高纯度高分子导电聚合物E；

6)然后将步骤5)处理过的高纯度高分子导电聚合物E放在石英管中，并通入流速为50～200cm³·min^-1的氮气进行氮化，加热速率为5～30℃·min^-1，最高温度不高于1100℃，达到最高温度后保持2～4个小时，获得掺氮的多孔碳材料F；

7)掺氮的多孔碳材料F以1％～10％的浓度浸渍于剩余两份量的悬浮乳液A中，在80℃～100℃搅拌30min～120min。然后过滤烘干，获得碳纳米纤维氮化型导电高分子复合材料。

2.如权利要求1所述的比容量高、低漏电流的碳纳米纤维氮化型导电高分子复合材料的制备方法，具体包括：

1)将水溶性羧基化石墨烯粉末配制成含量为2-3％的悬浮乳液A，等量分为三份量备用；

2)将聚丙烯腈(PAN)溶于N,N一二甲基甲酰胺(DMF)，然后采用高压静电纺丝技术纺织PAN原丝，将纺好的PAN原丝放于管式反应炉中进行碳化，制得碳纳米纤维(CNFs)，然后将碳纳米纤维(CNFs)加入1份量的悬浮乳液A中，碳纳米纤维(CNFs)的加入量为8％-16％，搅拌均匀制成悬浮乳液B；

3)将导电高分子单体加入悬浮乳液B中，超声振荡均匀，得到悬浮乳液C，所述导电高分子单体浓度为5％～15％；

4)配制浓度为2％～8％氧化剂溶液，以40～70ml·min^-1的速率加入悬浮乳液C中，并且不间断搅拌4h，通过原位聚合技术将导电高分子单体与碳纳米纤维(CNFs)合成高分子导电聚合物D；

5)用去离子水和乙二醇、乙醇的混合物清洗高分子导电聚合物D，而后将其放置于50～65℃真空烘箱中干燥13～17小时，得到高纯度高分子导电聚合物E；

6)然后将步骤5)处理过的高纯度高分子导电聚合物E放在石英管中，并通入流速为80～160cm³·min^-1的氮气进行氮化，加热速率为10～25℃·min^-1，最高温度不高于1100℃，达到最高温度后保持2.5～4个小时，获得掺氮的多孔碳材料F；

7)掺氮的多孔碳材料F以3％～8％的浓度浸渍于剩余两份量的悬浮乳液A中，在85℃～100℃搅拌50min～120min。然后过滤烘干，获得碳纳米纤维氮化型导电高分子复合材料。