[发明专利]一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法

摘要

本发明涉及一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法。以炭纤维毡/布为柔性基体，以硅源或钛源和外来碳源为反应原料，以炭纤维微观结构界面为晶种通过气相反应在炭纤维表面生长形貌规整的碳化物纳米线，再通过高温氯化移除硅/钛原子得到自支撑的碳化物衍生炭纳米线。制备的材料中炭纤维基体具有良好物理强度和导电性能，构成宏观上具有三维整体式结构且微观上孔道结构在亚纳米尺度精确可控的碳化物衍生炭/炭纤维柔性材料。用做锂离子电池、超级电容器等储能器件的电极材料或载体时，大大缩短电极制备工艺，降低生产成本；本发明制备出材料的纳米线含量可控，产物分布均匀、纯度高，可规模化生产。

主权项

1.一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)炭纤维毡/布制备：将沥青纤维、聚丙烯腈纤维或黏胶基纤维原丝制成毡状，然后经过热处理得到炭纤维毡，或是先热处理得到沥青基炭纤维或聚丙烯腈炭纤维，然后再编制成炭布，其中热处理温度为1000～3000℃；/n(2)将炭毡/布基体与硅源和碳源，或者钛源和碳源密封放置于同一容器中，是硅源和碳源时，Si元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；是钛源和碳源时，Ti元素与碳源的C元素的摩尔比为1：0.2～4；放置方式为炭毡/布与硅/钛源和碳源是按照多层交错放置的方式铺放于坩埚中，其中第一层为硅源或钛源，第二层为碳源，第三层为炭毡/布基体，第四层为碳源，第五层为硅源或钛源，或是炭纤维与硅/钛源和碳源不直接接触分开放置于同一坩埚中；/n(3)在惰性气氛下，加热至终温为1000～2000℃，恒温0.5～4h，冷却至室温得到一种以炭纤维毡/布为基底的自支撑碳化硅或碳化钛纳米线；/n(4)将上述碳化硅或碳化钛纳米线在惰性气氛下升温加热至600～1200℃后，停止惰性气体改通氯气，氯气的流量为20～150mL/min，在终温条件下恒温0.5～5h。/n