[发明专利]一种聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括：采用静电纺丝、亚胺化和高温碳化制备得到柔性碳纳米纤维，再通过原位聚合法在碳纳米纤维表面生长聚三苯胺。

2.如权利要求1所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的静电纺丝的具体步骤包括：将对苯二胺和均苯四甲酸二酐加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中溶解，氮气环境下缩聚反应得到聚酰胺酸溶液；将得到的聚酰胺酸溶液进行静电纺丝，制备得到聚酰胺酸纳米纤维膜。

3.如权利要求2所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的对苯二胺和均苯四甲酸二酐的摩尔比为1∶1～1∶2；所述的静电纺丝的工艺参数为：静电场电压15～25kV，纺丝速度0.1～0.2mm min^-1，接收距离15～25cm。

4.如权利要求1所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的亚胺化的具体步骤包括：将聚酰胺酸纳米纤维膜在氮气环境下进行亚胺化，制备得到聚酰亚胺纳米纤维膜。

5.如权利要求4所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的亚胺化的温度为250-350℃，时间为1～3h。

6.如权利要求1所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的高温碳化的具体步骤包括：将聚酰亚胺纳米纤维膜在惰性气体保护下进行高温碳化，制备得到柔性碳纳米纤维膜。

7.如权利要求6所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氩气或氮气，高温碳化温度为800～1000℃，高温碳化时间为1～3h。

8.如权利要求1所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的原位聚合法的具体步骤包括：将三苯胺单体溶于氯仿中，搅拌使三苯胺单体完全溶解得到三苯胺单体溶液；将柔性碳纳米纤维膜浸入三苯胺单体溶液中；将氯化铁氧化剂加入三苯胺单体溶液，并使其充分混合，在室温氮气保护下，进行原位聚合反应在碳纳米纤维表面生长聚三苯胺，取出纤维膜浸入甲醇中，使聚三苯胺析出，用甲醇洗涤，干燥，得到聚三苯胺/碳纳米纤维复合材料。

9.权利要求1-8中任一项所述的制备方法所制备的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料。

10.权利要求9中所述的聚三苯胺-碳纳米纤维复合材料在制备高性能二次电池、超级电容器以及太阳能电池的电极材料中的应用。