[发明专利]一种纳米碳纤维毡及其制备和在全钒液流电池中的应用

摘要

本发明公开了一种纳米碳纤维毡及其制备和在全钒液流电池中的应用，纳米碳纤维毡是以高分子聚合物做为碳源，以水溶性高分子为模板，经静电纺丝法制成，其中碳纤维的直径在100‑1000nm，比表面积为30‑1000m².g^‑1，孔隙率为90‑95％。所述制备方法制备的纳米碳纤维毡材料用于全钒液流电池电极，表现出了优异的电化学性能，具有制备性能优异、工艺简单、工艺重复性好、成本低和环境友好等优点。

主权项

1.一种纳米碳纤维毡作为电极材料在全钒液流电池中的应用，其特征在于：是以高分子聚合物做为碳源，以水溶性高分子聚合物为模板，经静电纺丝法制成，其中碳纤维的直径在100‑1000 nm，比表面积为30‑1000 ㎡.g‑1，孔隙率在90‑95%； 所述的高分子聚合物为聚丙烯腈、聚乳酸、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上；水溶性高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或两种；步骤如下，将高分子聚合物和水溶性高分子聚合物分别溶于溶剂中，在40‑85℃下搅拌10‑30 h 使其充分溶解，得到高分子聚合物溶液和水溶性高分子聚合物溶液；上述溶液经静电纺丝混纺成聚合物纤维毡，将其浸没在水溶液中浸泡10h，使水溶性高分子聚合物溶解，再将其置于110℃下烘干24h，再将得到的聚合物纤维毡在200‑350℃的条件下在空气中预氧化1‑3 h，然后在惰性气氛下于800‑1400℃烧结1‑3h，干燥；溶液经静电纺丝成聚合物纤维毡的过程为：分别将3‑10 mL 的高分子聚合物溶液和水溶性高分子聚合物溶液置于不同注射器中，保持注射器针尖与接收板在5‑20 cm 距离，选用注射器针尖与接收板的电压10‑30 KV、10‑30 ℃、相对湿度10 %‑40 %条件进行混纺纺丝。