[发明专利]一种基于螺旋状碳纳米纤维束的薄膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种基于螺旋状碳纳米纤维束的薄膜电极，其特征在于：薄膜电极由铜箔集流体和生长在其表面的螺旋状碳纳米纤维束构成；其中，铜箔集流体的厚度为10～30μm；铜箔集流体表面生长的螺旋状碳纳米纤维束的量为1～5mg/cm2，每条螺旋状碳纳米纤维束由数条碳纳米纤维螺旋缠绕而成，且碳纳米纤维的石墨片层垂直碳纳米纤维轴向。

2.一种权利要求1所述薄膜电极的制备方法，其特征在于：工艺步骤如下：

(1)将厚度为10～30μm的铜箔在乙醇中超声清洗10～20分钟以除去表面油污或其他污物，然后浸入浓度为20～40g/L的硝酸镍乙醇溶液中1～5分钟，取出后在50～80℃干燥0.5～3小时，重复以上操作3-6次，在铜箔表面负载镍基催化剂颗粒；

(2)将负载镍基催化剂颗粒的铜箔放入双温区管式炉的高温区，以樟脑为固体碳源放入双温区管式炉的低温区，将双温区管式炉密封后，沿低温区到高温区方向通入惰性载气，在双温区管式炉内形成惰性气体保护气氛；

(3)将双温区管式炉的高温区升温至设定温度，再将双温区管式炉的低温区升温至设定温度，利用惰性载气将低温区气化的樟脑带入高温区沉积反应1～4小时；沉积反应结束后继续通入惰性载气，将双温区管式炉自然冷却至室温，得到本发明基于螺旋状碳纳米纤维束的薄膜电极。

3.如权利要求2所述薄膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述惰性载气为氮气或氩气中的一种，惰性载气流速为40～80mL/分钟。

4.如权利要求2所述薄膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述双温区管式炉的高温区设定温度为600～800℃，低温区设定温度为200～400℃。