[发明专利]具有分级多孔的纳米纤维及其制备和应用

权利要求书

1.一种具有分级多孔的纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将聚合物溶液与纳米颗粒混匀，得到静电纺丝溶液；其中，所述纳米颗粒为可溶于酸的纳米颗粒；

（2）将所述静电纺丝溶液进行静电纺丝，然后将静电纺丝得到的纳米纤维先在120-180℃条件下干燥10-20h，再在250-380℃条件下预氧化3-6h，最后在800-1000℃惰性气氛中碳化1-4h，得到硬膜板共合成碳纳米纤维；

（3）将所述硬膜板共合成碳纳米纤维分散于酸溶液中，以溶解并去除所述硬膜板共合成碳纳米纤维中的纳米颗粒，将得到的材料洗涤并干燥，得到所述具有分级多孔的纳米纤维；

在步骤（1）中，所述纳米颗粒的粒径为30-100nm；

在步骤（1）中，聚合物包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的一种或几种；

在步骤（1）中，所述纳米颗粒包括二氧化硅、ZIF-8和碳酸钙中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述静电纺丝溶液中，纳米颗粒的质量分数为2-8％，聚合物的质量分数为10-18％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，静电纺丝条件包括：电压18-22kV，纺丝距离16-20cm，进样速度0 .5μm/s-1 .5μm/s，环境湿度30％-50％，环境温度25-40℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述酸溶液中的酸包括氢氟酸、硫酸、盐酸和硝酸中的一种或几种；所述酸溶液的浓度为1mol/L-3mol/L。

5.权利要求1-4中任一项所述的制备方法所制备的具有分级多孔的纳米纤维，其特征在于：其直径为500nm-1000nm，纳米纤维含有微孔、介孔和大孔的分级多孔结构，孔径大小为1-100nm。

6.权利要求5所述的具有分级多孔的纳米纤维作为电极材料中的应用。

7.一种电极材料，其特征在于：包括权利要求5所述的具有分级多孔的纳米纤维及粘结剂。