醋酸纤维素基纳米炭纤维制备与电化学性能

本文以醋酸纤维素(CA)为碳源、以PVP为添加剂,通过静电纺丝法制备CA/PVP纳米纤维,经PVP脱除、脱乙酰化、预氧化和炭化制备了醋酸纤维素基纳米炭纤维。通过扫描电镜、红外光谱和物理吸附等手段考察了PVP添加量对纤维形貌、分子结构、比表面积与孔结构等结构的影响。结果表明,乙醇浸泡成功脱除了CA/PVP纳米纤维中PVP,形成了丰富的中/大孔,而这些孔隙有效的促进了CA的脱乙酰化,进而有效提升了纤维炭化过程中的结构稳定性。过多添加PVP会导致CA相不连续,其脱除会导致CA骨架的坍塌融合。添加PVP后所得碳纳米纤维具有完好的纤维形态,比表面积可达454m^(2)/g。将所得纳米炭纤维用作电容器电极进行电化学测试,结果表明,当CA/PVP为1:1时,所得纳米炭纤维的电化学性能最优,其在0.2 A/g电流密度下的比电容为103 F/g。