静电纺丝技术制备超细碳纤维及其应用

静电纺丝技术可以通过调节前驱体种类、浓度来制备直径和成分可控的超细纤维,再通过碳化和活化工艺得到超细纳米碳纤维,并对其直径、内部孔隙、表面官能团、石墨化度和掺杂元素进行控制。这类超细碳纤维在环境保护和能量存储方面具有优异性能。本工作以静电纺丝法为基础,采用功能化设计,制备出对VOCs气体吸附性能优异的多孔超细碳纤维。通过添加氧化石墨烯(GO)及低温催化石墨化处理,获得局域石墨化的超细碳纤维,对NO_x吸附并具有优异催化氧化性能。通过原位氧化还原在电纺纳米碳纤维表面生长MnO_2,获得具有同轴结构和自支撑特性的复合电极材料,表现出良好的电化学性能,设计并组装了水系非对称超级电容器,性能十分优异。通过电纺丝技术在碳基体中可以引入Sn,并通过冰冻造孔的方法制备了多孔Sn/C纳米纤维膜(TEPC)。这种纳米材料用于锂离子电池负极时,具有高容量和循环稳定性。