[发明专利]一种用β-PbO2粒子修饰碳纤维的方法及其应用

摘要

本发明公开了一种用β‑PbO2粒子修饰碳纤维的方法及其应用。本发明采用线性扫描电压的方法成功地将单一晶型的β‑PbO2修饰在碳纤维表面，粒径均匀，沉积量可控，且制备工艺简单，成本低廉，适合大规模开发利用；修饰β‑PbO2粒子改善了碳纤维的亲水性并增加了表面活性位，显著提高了对于VFB正极VO2+/VO2+氧化还原反应的电化学活性，使交换电流密度和反应速率常数明显增大；以β‑PbO2粒子修饰的碳纤维织物为正极材料组装全钒液流电池，其性能与未修饰的碳纤维织物为电极材料组装的电池相比，能量转换效率和功率密度显著提高，且长时间循环性能稳定。

主权项

一种用β‑PbO2粒子修饰碳纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、碳纤维织物预处理：将碳纤维材料织物在60‑80℃的1.0M NaOH溶液中浸泡30‑60min，以除去碎纤维与碳纤维表面杂质，所述杂质包含油渍，然后用去离子水洗涤，于烘箱中干燥备用；所述碳纤维织物为碳纤维纸、碳纤维毡和碳纤维布中的一种；S2、将步骤S1所得的碳纤维织物塑封在聚酯塑料框内作为PbO2沉积的工作电极，取大面积石墨板为对电极，参比电极选用饱和甘汞电极，在0.1‑1.0M前驱体盐和1M HNO3电解液中，采用单程线性电压扫描对β‑PbO2进行沉积操作；扫描条件为：扫描电压范围为0.5V‑2.0V，以SCE为参比电极，扫描速率为5‑100mV/s；所述前驱体盐为Pb(NO3)2、PbSO4、Pb(Ac)2中的一种或两种以上；S3、多次重复上述扫描过程以增大修饰量，重复次数为1‑50次。