一种基于聚多巴胺的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料及其制备方法与流程

文档序号:13674509阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种基于聚多巴胺的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于具体步骤如下:(1)将可纺性高分子溶解于溶液中配制成纺丝液,通过液体接收装置的静电纺丝技术制备得到多孔纤维;(2)将多孔纤维置于多巴胺溶液中反应,得到聚多巴胺的包覆层;(3)将聚多巴胺修饰的多孔纤维进行高温碳化,得到具有多孔结构的碳纤维材料;(4)将多孔碳纤维浸泡于浓酸溶液中5-6h进行酸化处理,然后用去离子水反复洗3-5次,干燥备用;(5)将硒单质加入水合肼中,加热溶解备用;(6)将上述得到的碳纤维、含硒单质水合肼溶液和钼盐放入溶剂中,转移至水热釜中,于180-220℃水热反应12-24h;将得到的多孔碳纤维/二硒化钼纳米片复合材料用去离子水反复洗3-5次,然后干燥备用;(7)将制备得到的多孔碳纤维/二硒化钼纳米片复合材料进行热处理完善二硒化钼纳米片的晶体结构。2.根据权利要求1所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的可纺性高分子选自聚丙烯腈、聚酰胺酸、聚酰胺以及聚苯乙烯;配置的纺丝液固含量范围为8%~20%;接收装置所盛液体包括液氮、乙醇。3.根据权利要求1或2所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的多巴胺溶液的浓度范围为0.5~3mg/mL,其中使用pH缓冲液Tris/Tris·HCl,其浓度为10mM/L;反应温度为55-65℃,反应时间为3-12h。4.根据权利要求3所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述的高温碳化过程为:将所得到的聚多巴胺包覆的多孔纤维置于管式炉中,在氮气氛围中控制程序升温,即从室温升温到400-500℃升温,时间为1-2h,保温0.5-1h;然后再升温到600-800℃,升温时间为1-3h,保温1-2h。5.根据权利要求1、2或4所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(4)中所述的浓酸溶液为浓度50%以上浓硫酸或者浓硝酸溶液。6.根据权利要求5所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(5)中所述的硒单质溶于水合肼溶液配制浓度为1~3mg/mL。7.根据权利要求1、2、4或6所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(6)中所述的钼盐选自钼酸铵、钼酸钠、硫代钼酸铵;分散碳纤维、钼盐和硒盐所用的溶剂选自去离子水、乙醇、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮及二甲基甲酰胺。8.根据权利要求7所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(6)中所述的钼盐与硒盐的摩尔比为1:2,碳纤维与二硒化钼的投料质量比为4:1-4:4。9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料的制备方法,其特征在于步骤(7)所述的热处理温度为300-450℃。10.由根据权利要求1-9之一所述制备方法制备得到的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料。11.如权利要求10所述的多孔碳纤维/二硒化钼复合材料作为催化剂、储氢材料及超级电容器或锂离子电池的电极材料的应用。
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