[发明专利]一种石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将碳纳米纤维与淀粉按1：4~5混合均匀，然后加入去离子水中，进行超声分散，得均匀混合溶液；

S2.采用静电纺丝技术将步骤S1得到的混合溶液制备得到碳微球，然后在惰性气体氛围下进行炭化处理，得到球状碳微球；

S3.将步骤S2得到的碳微球与单质硫混合在260~300℃下进行热处理6~10h，得到碳/硫复合微球；

S4.将步骤S3制备得到碳/硫复合微球和氧化石墨烯水溶液按质量比3~6:1 混合，进行超声分散后加入还原剂，搅拌使其充分反应，过滤并干燥，得到石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合微球材料。

2.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中超声分散时间为1~3小时。

3.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中静电纺丝技术为：先将混合溶液装入注射器中，所述注射器的喷头内径为0.5~5mm，将注射器固定在支架上，喷头对准圆形接收板，所述喷头与圆形接收板的距离为5~20cm，所述圆形接收板以5~20r/min的速度旋转，采用直流高电压下进行纺丝，限定为采用电压40~60KV，所述喷头接正极，圆形接收板接负极，横向、纵向和斜向纺丝速度为2~50cm/min，纺丝方式为交替纺丝。

4.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中炭化温度为800~850℃，炭化保温时间为1~1.5小时。

5.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中碳微球与单质硫是按1~3:1的质量比例混合后进行热处理。

7.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中超声分散时间为10~12 h。

8.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中加入还原剂后在90~100℃下搅拌使其充分反应1~2 h。

9.根据权利要求1所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中还原剂为硼氢化钠。

10.一种权利要求1~9任一项所述石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料的制备方法制备得到的石墨烯包覆的碳纳米纤维/硫复合材料，其特征在于，所述复合材料的直径为0.5~3um。