[发明专利]一种碳化钼/石墨烯/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碳化物‑碳材料技术领域，具体为一种碳化钼/石墨烯/碳纳米纤维复合材料及其制备方法。本发明的制备方法包括：通过静电纺丝制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜，经过溶液浸泡法在聚丙烯腈纳米纤维上包覆氧化石墨烯，再通过高温碳化制备得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜，将所得到的复合膜进行酸化处理，最后通过一步水热法和高温碳化在石墨烯/碳纳米纤维膜上原位生长碳化钼纳米球。本发明制备的碳化钼/石墨烯/碳纳米纤维复合材料形貌可控，具有较高的比表面积和优良的导电性，可作为一种理想的高性能电催化材料，以及锂离子电池、超级电容器等新能源器件的电极材料。

主权项

一种碳化钼/石墨烯/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，经过溶液浸泡法在聚丙烯腈纳米纤维上包覆氧化石墨烯，再通过高温碳化制备得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜，将所得到的复合膜进行酸化处理，最后通过一步水热法和高温碳化在石墨烯/碳纳米纤维上原位生长碳化钼纳米球，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，得到均一的粘稠分散液；（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）将聚丙烯腈纳米纤维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）将所得预氧化后的聚丙烯腈纳米纤维膜在氧化石墨烯溶液里浸泡，得到聚丙烯腈纳米纤维/氧化石墨烯复合膜；（5）将所得聚丙烯腈纳米纤维/氧化石墨烯复合膜在惰性气体保护下进行高温碳化，得到石墨烯/碳纳米纤维复合膜；（6）将所得的石墨烯/碳纳米纤维复合膜浸泡在硝酸溶液中，并加热，进行酸化处理；（7）将七钼酸铵和葡萄糖于水中，制备得到均一的盐溶液；（8）将制备得到的盐溶液与酸化处理后的石墨烯/碳纳米纤维复合膜进行一步水热法反应；（9）将步骤（8）所得的膜进行清洗、干燥，再在惰性气氛保护下高温碳化，即得到碳化钼/石墨烯/碳纳米纤维复合材料。