[发明专利]一种空心碳纳米纤维-CoS2

权利要求书

1.一种空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料，其特征在于：包括以下原料及组分，聚乙烯吡咯烷酮、纳米CoS₂、偕胺肟化丙烯腈-衣康酸多孔纳米纤维、质量比为100:30-60:8-12；

所述空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料制备方法包括以下步骤：(1)向蒸馏水溶剂中加入硫代硫酸钠，缓慢滴加氯化钴的水溶液，控制硫代硫酸钠和氯化钴的物质的量比为1-1.2:1，搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜，并置于水热反应装置中，加热至170-200℃，反应10-15h，过滤、洗涤并干燥，制备得到纳米CoS₂；(2)向反应瓶中加入致孔剂环己烷、乳化剂司盘80、丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸和引发剂偶氮二异丁腈，搅拌均匀后缓慢滴加氯化钙的水溶液，加热至60-80℃，反应5-10h，减压蒸馏并真空干燥，制备得到聚丙烯腈多孔聚合物；(3)向甲醇溶剂中加入聚丙烯腈多孔聚合物和盐酸羟胺，搅拌均匀后静置溶胀12-24h，加入氢氧化钠调节溶液pH至8-9，加热至65-80℃，反应10-20h，减压蒸馏、蒸馏水洗涤、乙醇提取，制备得到偕胺肟化聚丙烯腈多孔聚合物；(4)向聚乙烯吡咯烷酮中加入步骤（1）制备得到的纳米CoS₂，超声分散均匀后加入步骤（3）制备得到的偕胺肟化聚丙烯腈多孔聚合物，加热至50-70℃，反应12-24h，制备得到含有纳米CoS₂修饰聚丙烯腈多孔聚合物的溶液；(5)以步骤（4）制备得到的含有纳米CoS₂修饰聚丙烯腈多孔聚合物的溶液作为静电纺丝液，通过静电纺丝过程，制备得到碳纳米纤维前驱体，将碳纳米纤维前驱体置于气氛电阻炉中，在空气氛围中，升温速率为5-10℃/min，升温至300-350℃，保温预氧化30-90min，然后在氮气氛围中，升温至900-1000℃，保温煅烧热裂解1-2h，制备得到空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料，其特征在于：所述步骤(1)中的水热反应装置包括反应室，反应室内部下方设置有鼓风加热机、反应室内壁固定连接有滑轮块，滑轮块活动连接有导轮，导轮固定连接有导轨，导轨固定连接有载物盘，载物盘上方设置有反应釜。

3.根据权利要求2所述的一种空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的致孔剂环己烷质量分数为20-25％，乳化剂司盘80质量分数为35-45％，氯化钙质量分数为0.05-0.5％。

4.根据权利要求2所述的一种空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸、偶氮二异丁腈的物质的量比为100:30-60:5-15:2-8。

5.根据权利要求2所述的一种空心碳纳米纤维-CoS₂的超级电容器电极材料，其特征在于：所述步骤(2)中的聚丙烯腈多孔聚合物和盐酸羟胺的质量比为10:12-18。