[发明专利]一种PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜及制备方法

说明书

本发明提供一种PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜及制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤1，以SnCl₂·2H₂O为锡源，PVP为粘结剂，使用静电纺丝工艺制备SnCl₂/PVP柔性纤维膜，再依次硫化和碳化，制备得到SnS/C柔性纤维膜；步骤2，将SnS/C柔性纤维膜浸泡在PEDOT:PSS水溶液的分散液中1‑10h，得到PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜。碳材料SnS/C和导电聚合物PEDOT:PSS整体提高了纤维膜的柔性，其中PEDOT:PSS还提高了柔性纤维膜总体的电导率，有望在锂硫电池、光催化、热电材料等能源领域有所应用。

技术领域

本发明属于柔性纳米能源材料领域，具体为一种PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜及制备方法。

背景技术

近几年来，随着人们日常生活水平的提高，全球平均能耗也在逐渐增加，由于化石能源的大量使用，环境问题和地球资源短缺问题日渐严峻，因而引起了科研人员的关注，所以开发新型高效的绿色清洁能源迫在眉睫。

薄膜材料由于自身机械柔性优异、质量轻、易于回收等优点成为了新型绿色能源的未来发展趋势。通常薄膜材料的制备技术分为气相反应法-物理气相沉积和液相反应法-化学气相沉积，其中气相反应法-物理气相沉积包括电子束沉积、电弧加热沉积等方法，这些方法工艺复杂并且设备具有极高的成本；液相反应法-化学气相沉积需要使构成薄膜元素的气态反应剂或者液态反应剂在基底表面发生化学反应并沉积到基底上，然而，沉积的薄膜一般难以有效从基底上剥离，影响了薄膜的柔性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜及制备方法，通过导电聚合物PEDOT:PSS来进一步提高纤维膜的柔性和导电性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，以SnCl₂·2H₂O为锡源，PVP为粘结剂，使用静电纺丝工艺制备SnCl₂/PVP柔性纤维膜，再依次硫化和碳化，制备得到SnS/C柔性纤维膜；

步骤2，将SnS/C柔性纤维膜浸泡在PEDOT:PSS水溶液形成的分散液中1-10h，得到PEDOT:PSS包覆的SnS/C柔性纤维膜。

优选的，步骤1中所述的SnCl₂/PVP柔性纤维膜按如下过程得到：

按(0.9-1.8)g：(0.5-1)g：5mL的比例，将SnCl₂·2H₂O和聚乙烯吡咯烷酮溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，之后将所得的混合液在16-18kv的电压下静电纺丝，得到SnCl₂/PVP柔性纤维膜。

进一步，步骤1先将所述的SnCl₂/PVP柔性纤维膜真空干燥去除残余的N,N-二甲基甲酰胺，之后干燥，再对所得的柔性纤维膜进行预氧化，之后再将预氧化后的SnCl₂/PVP柔性纤维膜依次进行硫化和碳化。

进一步，步骤1将干燥后的柔性纤维膜在230-280℃下煅烧2-4h，得到预氧化后的SnCl₂/PVP柔性纤维膜。

再进一步，步骤1将预氧化后的SnCl₂/PVP纤维膜在硫脲的作用下于230-280℃进行硫化，得到SnS/PVP纤维膜，之后对SnS/PVP纤维膜进行碳化。

进一步，其特征在于，步骤1将预氧化后的SnCl₂/PVP纤维膜在所述温度下硫化2-4h，硫脲与预氧化后的SnCl₂/PVP纤维膜的质量比为(5-10)：1。