[发明专利]一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：将聚酰亚胺溶液制成聚酰亚胺膜，碳化，保护气氛中加热，得碳纤维膜，再将碳纤维膜浸入浓硫酸，超声，洗涤，干燥，得碳纤维；

将Na₂S₂O₃溶液与聚乙烯吡咯烷酮混合，加入浓盐酸，搅拌，过滤，去离子水洗涤，得琉球；

S2：将S1中制备的琉球分散在的氧化石墨烯溶液中，加入S1中制备的碳纤维，混合均匀，冷冻干燥得氧化石墨烯/碳纤维/硫气凝胶；

S3：将氧化石墨烯/碳纤维/硫气凝胶加入磷酸溶液，置于水热釜中反应，过滤，洗涤，干燥，得磷掺杂氧化石墨烯碳纤维/硫气凝胶；

S4：将磷掺杂氧化石墨烯碳纤维/硫球气凝胶用水合肼还原，得磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将聚酰亚胺溶液制成聚酰亚胺膜，并将其于300℃碳化2小时，氩气氛300℃加热2小时，得到碳纤维膜，再将碳纤维膜浸入浓硫酸超声1小时，洗涤，干燥，得到5-30μm碳纤维；

将Na₂S₂O₃溶液与聚乙烯吡咯烷酮混合，加入浓盐酸，搅拌2小时，所得产物过滤，用去离子水洗涤，得到琉球。

3.根据权利要求1所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：将步骤S1中制备的琉球分散在的氧化石墨烯溶液中，再加入碳纤维混合均匀，将混合液于-50℃条件下，冷冻干燥得到氧化石墨烯/碳纤维/硫气凝胶。

4.根据权利要求3所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，所述琉球、所述石墨烯与所述碳纤维的质量比为，琉球：石墨烯：碳纤维＝10:50:1。

5.根据权利要求1所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将磷酸加入蒸馏水中制成磷酸溶液，将GO/CNF/S气凝胶加入磷酸溶液，置于水热釜中180℃反应12小时，过滤，洗涤，干燥，得到磷掺杂氧化石墨烯碳纤维/硫气凝胶。

6.根据权利要求5所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法，其特征在于，所述磷酸与所述蒸馏水的体积比为0.5:25～3:25。

7.由上述任一权利要求所述的一种磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶的制备方法制备的磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶。

8.权利要求7中的磷掺杂石墨烯碳纤维琉球气凝胶作为锂硫电池正极材料的应用。