[发明专利]一种二硫化钴/碳纳米纤维复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于过渡金属硫化物-碳材料技术领域，具体为一种二硫化钴/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用。本发明制备过程包括：通过静电纺丝和高温碳化法制备碳纳米纤维，再通过溶剂热法在碳纳米纤维上原位生长二硫化钴颗粒。本发明所制备的碳纳米纤维具有较大的比表面积、优异的导电性、稳定的化学性质和优良的力学性能。以此为基底物质，制备的二硫化钴/碳纳米纤维复合材料具有形貌可控的特点，二硫化钴颗粒均匀地生长在碳纳米纤维表面，可以充分发挥两者的协同作用。本发明制备的二硫化钴/碳纳米纤维复合材料可以作为高性能电催化材料，以及锂离子电池和太阳能电池等新能源器件的电极材料。

主权项

一种二硫化钴/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：通过静电纺丝制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜，再经过预氧化和高温碳化，得到碳纳米纤维膜，最后通过一步溶剂热法在碳纳米纤维上原位生长二硫化钴颗粒，具体步骤如下：（1）将聚丙烯腈粉末加入到N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中，持续搅拌，得到均一、粘稠的聚丙烯腈分散液；（2）将得到的聚丙烯腈分散液进行静电纺丝，得到聚丙烯腈纳米纤维膜；（3）将聚丙烯腈纺丝膜在空气气氛下预氧化，得到预氧化后的聚丙烯腈纳米纤维膜；（4）将预氧化后的聚丙烯腈纳米纤维膜在惰性气体保护下进行高温碳化，得到碳纳米纤维膜；（5）将碳纳米纤维膜放入硝酸/水混合液中，浸泡一段时间后，用去离子水洗净，放入烘箱干燥；（6）将钴盐和硫盐溶于溶剂中，制备得到均一的盐溶液；（7）将步骤（6）得到的盐溶液与碳纳米纤维进行溶剂热反应，得到二硫化钴/碳纳米纤维复合材料。