[发明专利]一种基于中空碳纳米纤维的电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于中空碳纳米纤维的电极材料作为阳极材料在酸性蚀刻液再生中的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：

将所述基于中空碳纳米纤维的电极材料作为阳极，放入酸性蚀刻液中浸泡，并将铜片作为阴极，置于阴极电解液中，以此构建层电解系统；

在电流密度35A/m²、通入电量为28.91C的条件下，对整个电解系统进行电化学测试，即可实现酸性蚀刻液再生；

其中，所述酸性蚀刻液的组成为：1.7mol/L的CuCl₂、0.055mol/L的CuCl、2mol/L的NaCl、2mol/L的HCl；

所述阴极电解液的组成为：0.17mol/L的CuCl₂、0.0055mol/L的CuCl、0.2mol/L的NaCl、0.2mol/L的HCl；

浸泡时间为24h；

所述基于中空碳纳米纤维的电极材料的组成包括碳纤维网以及负载在碳纤维网上的含铁-镍纳米颗粒的碳纳米纤维、碳纳米管和碳包覆铁-镍纳米颗粒；所述碳纤维网由中空碳纤维构成；所述含铁-镍纳米颗粒的碳纳米纤维的直径为10nm～25nm；所述碳纳米管的直径为10nm～25nm；所述碳包覆铁-镍纳米颗粒的粒径为10nm～25nm；所述中空碳纤维的直径为90nm～170nm；

所述中空碳纤维的电极材料上存在石墨碳、铁和镍的单质颗粒；

所述的基于中空碳纳米纤维的电极材料由以下方法制得，所述方法包括以下步骤：将聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性铁盐和可溶性镍盐分散在溶剂中制成纺丝原液，再进行静电纺丝纺织成网，再进行碳化，即得基于中空碳纳米纤维的电极材料；所述聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性铁盐、可溶性镍盐的质量比为1:0.5～1.5:0.5～1.5:0.05～0.35；所述碳化的具体操作为：充入氩气，先以0.5℃/min～2℃/min的速率升温至250℃～290℃，预氧化1h～5h，再以5℃/min～20℃/min的速率升温至900℃～1200℃，碳化2h～3h；

所述聚丙烯腈的数均分子量为150000～200000；

所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为1000000～2000000。