[发明专利]一种氮氧磷共掺杂生物质基碳纳米纤维电极材料的制备方法

权利要求书

1.一种氮氧磷共掺杂生物质基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将木质素溶于N-N二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，然后加入4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯在60℃下反应获得聚合木质素；

（2）将步骤（1）得到聚合木质素用乙酸乙酯、丙酮和四氢呋喃依次萃取，将萃取液干燥，依次得到乙酸乙酯相木质素、丙酮相木质素、四氢呋喃相木质素，其中四氢呋喃萃取后的固体残渣为残渣相木质素；

（3）将步骤（2）得到的乙酸乙酯相木质素、丙酮相木质素、四氢呋喃相木质素或残渣相木质素分别溶解于溶剂中，随后加入磷酸进行磷酸化处理，得生物质基碳纳米纤维纺丝液，随后将生物质基碳纳米纤维纺丝液进行静电纺丝，制得前躯体纤维，最后将前躯体纤维进行热加工处理，制得生物质基碳纳米纤维材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，萃取液干燥的方式为先旋转蒸发，然后真空干燥。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述溶剂为丙酮和N，N-二甲基乙酰胺混合溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙酮和N，N-二甲基乙酰胺的体积比为1:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述磷酸加入量为木质素质量的10～50％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述磷酸化处理反应温度为30~60℃，反应时间为6～12h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为20-25kV，接收距离为20-30cm，接受棍转速500-700r/min，纺丝溶液的推进速度为0.5-1mL/h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热加工处理的方式为：先在空气氛围下进行预氧化：预氧化由室温开始，升温速率2℃/min，升温并保温在200℃下2h，得到预氧化纤维；然后进行碳化处理：将预氧化纤维在氮气氛围中，以10℃/min的升温速率，将温度升至800℃，然后保温1h后降温，取得生物质基碳纳米纤维材料。