[发明专利]柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法及应用

权利要求书

1.一种柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝制备的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜和单质硫通过加热焙烧即可。

2.如权利要求1所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将碳纳米管置于浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中加热恒温搅拌，然后将混合液稀释、过滤、洗涤、干燥，即得到酸化的碳纳米管；

步骤2)：将酸化的碳纳米管加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，超声分散，然后加入聚丙烯腈，持续搅拌，制备得到均一的粘稠分散液；

步骤3)：将得到的分散液进行静电纺丝，制备得到聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜；

步骤4)：将得到的聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜与单质硫混合，置于管式炉中，在惰性气氛下焙烧，制备得到柔性自支撑硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜。

3.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的浓硫酸与浓硝酸的体积比为1∶1～10∶1；加热温度为60～150℃，加热时间为1～12h。

4.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中碳纳米管的加入量与聚丙烯腈的加入量的质量比为1∶25～6∶25，聚丙烯腈的加入量与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶20～2∶5。

5.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中超声分散的时间为10～180min；持续搅拌的时间为2～24h。

6.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中静电纺丝的工艺参数为：静电场电压10～25kV，纺丝速度0.02～0.2mm/min，接收距离10～25cm。

7.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜与单质硫的质量比为1∶1～1∶12。

8.如权利要求2所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的焙烧温度为200～800℃，焙烧时间为1～20h。

9.一种权利要求1-8任意一项所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的制备方法制备的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜在金属硫电池正极材料中的应用。

10.如权利要求9所述的柔性硫/聚丙烯腈/碳纳米管复合纤维膜的应用，其特征在于，所述金属硫电池为锂硫电池或钠硫电池。