[发明专利]一种多孔中空碳纳米纤维的制备方法及包含其的超级电容器

权利要求书

1.一种多孔中空碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、将聚硅氮烷、聚乙烯基吡咯烷酮溶于有机溶剂中，混合均匀后，静电纺丝获得前驱体纤维，前驱体纤维干燥后进行固化处理得到固态前驱体纤维；

S2、将固态前驱体纤维置于管式炉中，于惰性气体保护下高温热解，得SiCNO纤维；

S3、将SiCNO纤维粉碎，浸渍于氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液中，干燥后将混合物置于管式炉中，于惰性气体保护下加热处理，得多孔中空碳纳米纤维粗品，用水清洗直至pH呈中性，得多孔中空碳纳米纤维成品；

所述步骤S3中氢氧化钠和/或氢氧化钾水溶液的m/v浓度为10-50%，浸渍时间为8-14h；

所述步骤S1中所述固化处理包括以下步骤：以8-12℃/min升至90-120℃，再以0.8-1.5℃/min升至180-220℃，保温1-5h；

所述步骤S2中所述高温热解温度为650-850℃，升温速率为3-6℃/min，保温时间为1.5-3h；

所述步骤S3中所述加热处理温度为650-850℃，升温速率为3-6℃/min，保温时间为1.5-3h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚硅氮烷、聚乙烯基吡咯烷酮、有机溶剂的质量比为1：（0.8-1.5）：（4-8）。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中SiCNO纤维与氢氧化钠和/或氢氧化钾的质量比为1：（3-8）。

4.一种多孔中空碳纳米纤维，其特征在于，所述多孔中空碳纳米纤维由权利要求1的制备方法获得，其比表面积≥2300m²/g，孔体积≥1.98cm³/g。

5.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的电极原料包括权利要求4的多孔中空碳纳米纤维。

6.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的电极原料包括以质量比为（7.5-8.5）：（0.5-1.5）：1混合的所述多孔中空碳纳米纤维、导电剂和粘结剂。