[发明专利]一种细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料的制备方法及其应用

摘要

一种细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料的制备方法及其应用，本发明涉及一种膜材料的制备方法及其应用，本发明的目的是为了解决现有柔性电极材料制备工艺复杂、成本高，不具备良好的稳定性及力学性能的问题，方法为制备备用细菌纤维素，制备活性碳纤维分散液；制备细菌纤维素浆料；制备复合材料分散液，将细菌纤维素浆料真空抽滤成膜，然后加入复合材料分散液继续抽滤干燥，制成细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料，该材料应用于超级电容器。本发明可规模化生产，制备工艺简单、成本低、导电膜材料稳定性及力学性能好，制备成超级电容器具有很好的电容性。本发明属于纳米材料技术领域。

主权项

一种细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：一、将细菌纤维素剪切成块浸泡在去离子水中超声洗涤，然后用液氮冷冻后进行冷冻干燥15～30h，获得备用细菌纤维素；二、将备用细菌纤维素置于管式炉中进行高温热解，即得活性碳纤维，然后向活性碳纤维中加入表面活性剂，再分散在去离子水中，得到活性碳纤维分散液；三、另取细菌纤维素剪切成块后浸泡在去离子水中超声洗涤，然后置于去离子水中，搅拌使其分散均匀，再转移到匀浆机中搅拌，得到细菌纤维素浆料；四、向酸化的碳纳米管中加入表面活性剂，然后分散在去离子水中，得到碳纳米管分散液；将碳纳米管分散液加入到活性碳纤维分散液中，搅拌使碳纳米管和活性碳纤维分散均匀，得到复合材料分散液；五、将步骤三的细菌纤维素浆料真空抽滤成膜，然后加入复合材料分散液继续抽滤成膜，再放入真空干燥箱中进行干燥，制成细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料；其中细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料中细菌纤维素与步骤二的活性碳纤维的质量比为(15～1.5):1；细菌纤维素/活性碳纤维/碳纳米管膜材料中细菌纤维素与步骤四中酸化的碳纳米管的质量比为1:(0.02～0.2)；其中高温热解的方法为：将备用细菌纤维素置于瓷舟中，然后放入管式炉；向管式炉中通入氩气或氮气3～8h，并将氩气或氮气作为保护气；再将管式炉以2～4℃/min的速率升温至270℃，再以0.3～0.5℃/min的速率升温至390℃，然后以2～4℃/min的速率升温至700℃～1100℃，保持2～4h，再以3～5℃/min的速率降温至400℃，最后再自然冷却至室温，即完成。