[发明专利]一种碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构及其制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构及其制备方法，属于材料制备技术领域。本发明提出的复合结构的内核是碳纤维、外壳是成阵列状的二硒化钨纳米片。本发明在真空管式炉中，用热蒸发技术直接蒸发硒粉作为硒源，在载气作用下，在高温下熏蒸浸泡过WO₃悬浊液的预氧化聚丙烯腈纤维，实现碳纤维和二硒化钨纳米片的同时合成，能高产率地制备得到所述碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构。该方法的产品产量大、密度高、纯度高，形貌可控，无需后处理；且该方法具有设备和工艺简单、合成生长条件严格可控、产品收率高、成本低廉、生产过程清洁环保等优点。所获得材料是优异的可见光催化剂、电催化剂、钠/锂/镁离子电池电极材料等。

主权项

1.一种碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构的制备方法，其特征在于，所述复合结构的内核是碳纤维，外壳是成阵列状的二硒化钨纳米片，复合结构中碳纤维被二硒化钨纳米片充分包裹而呈现核壳结构；所述制备方法在真空管式炉中，用热蒸发技术直接蒸发硒粉末作为硒源，在载气作用下，在高温下熏蒸浸泡过WO3悬浊液的预氧化聚丙烯腈纤维，实现碳纤维和二硒化钨纳米片的同时合成，能高产率地制备得到所述碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构；包括以下步骤：(1)在真空管式炉中，将装有硒粉的氧化铝陶瓷坩埚放置在气流上方距离炉中央加热区域25‑45cm处，将盛有浸泡过WO3悬浊液的预氧化聚丙烯腈纤维的石英基片放置在炉中央加热区域；(2)在加热前，先用真空泵对整个系统抽真空至0.01Pa以下，然后向系统中通入高纯惰性载气，并重复多次，以排除系统中的空气；然后以10‑20℃/min的速率升温到300‑500℃，并保温5‑20分钟，再以20‑30℃/min的速率升温到1000‑1150℃，并保温2‑5小时；在加热过程中，在真空系统持续工作的前提下通入载气并保持载气流量为100‑300标准立方厘米每分钟，且整个加热过程在惰性载气保护下完成，最后自然降温到室温，即可在基片上得到大量高纯度、高密度的碳纤维@二硒化钨纳米片核壳复合结构。