[发明专利]一种狼牙棒状纳米碳纤维/硫复合材料制备方法

权利要求书

1.一种狼牙棒状纳米碳纤维/硫复合材料制备方法，其特征在于：采用静电纺丝法合成狼牙棒状碳纳米纤维，然后将其与硫结合，制备成CNF-S复合材料，包括以下步骤：

(1)分别将1.6g聚丙烯腈和聚吡咯的混合物加入到20～30ml DMF溶液中搅拌30min，然后滴入4～6ml四氢呋喃，静置制备成电纺液，混合物中聚丙烯腈与聚吡咯质量比为4:(3～5)；

(2)抽取电纺液，进行静电纺丝，并用铝箔收集样品，电压为15kV，静电纺丝的针头与铝箔间距为16cm，注射流速为(55～65)mL/h，温度为21～25℃，相对湿度为80％，制备出纳米纤维膜；

(3)将纳米纤维膜在55～65℃的真空中干燥过夜以去除DMF，再在氮气气氛下300℃加热4～6h，制备出狼牙棒状纳米碳纤维；

(4)将狼牙棒状纳米碳纤维与硫磺以质量比1:(3～5)的比例混合研磨，然后在150～160℃下的Ar气氛下加热12～15h，接着在280～320℃下加热2h；冷却至室温后，得到狼牙棒状纳米碳纤维与硫接合的CNF-S复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种狼牙棒状纳米碳纤维/硫复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别将1.6g聚丙烯腈和聚吡咯的混合物加入到20ml DMF溶液中搅拌30min，然后滴入4ml四氢呋喃，静置制备成电纺液，混合物中聚丙烯腈与聚吡咯质量比为4:3；

(2)抽取电纺液，进行静电纺丝，并用铝箔收集样品，电压为15kV，静电纺丝的针头与铝箔间距为16cm，注射流速为55mL/h，温度为25℃，相对湿度为80％，制备出纳米纤维膜；

(3)将纳米纤维膜在65℃的真空中干燥过夜以去除DMF，再在氮气气氛下300℃加热4h，制备出狼牙棒状纳米碳纤维；

(4)将狼牙棒状纳米碳纤维与硫磺以质量比1:3的比例混合研磨，然后在160℃下的Ar气氛下加热12h，接着在280℃下加热2h；冷却至室温后，得到狼牙棒状纳米碳纤维与硫接合的CNF-S复合材料。

3.根据权利要求1所述的一种狼牙棒状纳米碳纤维/硫复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别将1.6g聚丙烯腈和聚吡咯的混合物加入到30ml DMF溶液中搅拌30min，然后滴入6ml四氢呋喃，静置制备成电纺液，混合物中聚丙烯腈与聚吡咯质量比为4:5；

(2)抽取电纺液，进行静电纺丝，并用铝箔收集样品，电压为15kV，静电纺丝的针头与铝箔间距为16cm，注射流速为65mL/h，温度为21℃，相对湿度为80％，制备出纳米纤维膜；

(3)将纳米纤维膜在55℃的真空中干燥过夜以去除DMF，再在氮气气氛下300℃加热6h，制备出狼牙棒状纳米碳纤维；

(4)将狼牙棒状纳米碳纤维与硫磺以质量比1:5的比例混合研磨，然后在160℃下的Ar气氛下加热15h，接着在320℃下加热2h；冷却至室温后，得到狼牙棒状纳米碳纤维与硫接合的CNF-S复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种狼牙棒状纳米碳纤维/硫复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别将1.6g聚丙烯腈和聚吡咯的混合物加入到20ml DMF溶液中搅拌30min，然后滴入4ml四氢呋喃，静置制备成电纺液，混合物中聚丙烯腈与聚吡咯质量比为4:4；

(2)抽取电纺液，进行静电纺丝，并用铝箔收集样品，电压为15kV，静电纺丝的针头与铝箔间距为16cm，注射流速为60mL/h，温度为25℃，相对湿度为80％，制备出纳米纤维膜；

(3)将纳米纤维膜在60℃的真空中干燥过夜以去除DMF，再在氮气气氛下300℃加热5h，制备出狼牙棒状纳米碳纤维；

(4)将狼牙棒状纳米碳纤维与硫磺以质量比1:3的比例混合研磨，然后在155℃下的Ar气氛下加热12h，接着在300℃下加热2h；冷却至室温后，得到狼牙棒状纳米碳纤维与硫接合的CNF-S复合材料。