[发明专利]一种高性能复合碳毡

摘要

本发明涉及全钒氧化还原液流电池(VRB)电极材料领域，具体地说是一种高性能复合碳毡，解决现阶段钒电池用碳毡电极亲水性差、有效面积低、电化学活性低、电导率低、钒离子电对催化性能差及单电池性能低等问题；本发明以商业化碳毡为原料，利用粘结剂粘结的方法，制备功能化碳管复合碳毡；本发明制备的复合碳毡具有良好的亲水性能、电化学催化性能、电导率、化学稳定性和良好的单个VRB电池性能等优点。本发明的产品成本低廉，易于产业化生产和环境友好，可广泛地应用于全钒氧化还原液流电池领域。

主权项

一种高性能复合碳毡，其特征是，包括碳毡和官能团化纳米碳管覆盖层，其中，官能团化纳米碳管的制作过程包括如下步骤：(1) 将干燥处理后的纳米碳管溶于浓硫酸溶液中，常温浸泡 2h；(2) 将步骤 (1) 中浓硫酸浸泡过的纳米碳管进行抽滤处理，然后反复用去离子水清洗 6 次；(3) 将步骤 (2) 所得的纳米碳管放入一定量的去离子水中，超声 90min, 加入一定量的对氨基苯磺酸，配成质量分数为 8％的溶液，搅拌 8h；(4) 将一定量的浓盐酸加入步骤 (3) 所得溶液中，搅拌 6h；(5) 加热步骤 (4) 所得溶液，控制温度范围为 120℃，然后加入亚硝酸钠，配制 3％的溶液，控制所述温度为100℃,反应 2h；(6)过滤步骤 (5)所得溶液，得到沉淀物，然后用浓度为 2mol/L的硝酸铵溶液反复清洗所述沉淀物；(7) 利用去离子水反复清洗步骤 (6) 所得沉淀物 6 次；(8) 将步骤 (7) 所得沉淀物在 110℃干燥 2h，得到官能团化纳米碳管； 其中，复合碳毡的制备包括以下步骤 ：将上述步骤 (8) 所得的官能团化纳米碳管溶解于去离子水中，配制质量分数为 40％的 溶液；然后将一定量的质量分数为 6％的 Nafion溶液加入以上溶液中，得到浸泡液；再将干燥处理过的碳毡浸泡在上述浸泡液中 80min；最后将浸泡后的碳毡干燥处理；再次将上述干燥处理后的碳毡浸泡在浸泡液中 80min，然后再次干燥，重复浸泡‑干燥步骤 10 次。