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超級(jí)電容器電極用聚丙烯腈介孔活性碳纖維及其制備方法_2

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醋 的濃度為15%。
[0042] 將聚丙締臘漿料(聚丙締臘的濃度為18%,聚丙締臘的重均分子量12.5萬(wàn),粘度 6500化? S)加入所述的含有造孔劑的溶液中,聚丙締臘漿料與所述的含有造孔劑的溶液的 混合重量比例為1:0.5,在磁力攬拌器中混合、攬拌,在50°C的恒溫水浴中加熱24小時(shí),然后 在恒溫水浴中于30°C繼續(xù)攬拌24小時(shí)進(jìn)行充分混合,取出,在烘箱中于50°C進(jìn)行脫泡處理, 處理時(shí)間為24小時(shí),得到混合紡絲原液。
[0043] 將所述的混合紡絲原液采用濕法紡絲工藝進(jìn)行紡絲,混合紡絲原液經(jīng)齒輪計(jì)量累 計(jì)量,在扣m微孔徑過(guò)濾器中過(guò)濾,從直徑為0.08mm噴絲孔中噴出,進(jìn)入30°C的水/二甲亞諷 凝固浴,凝固浴中二甲亞諷的濃度為75%,經(jīng)水浴牽伸和二次高溫牽伸,水浴溫度為60°C, 牽伸倍數(shù)為2倍,二次高溫牽伸的牽伸溫度為130°C,牽伸倍數(shù)為3,用50°C的去離子水清洗 多遍,水洗后纖維中的溶劑殘留量在O.Olwt% W下,上聚二甲基硅氧烷系油劑(由氨基改性 聚二甲基硅氧烷(廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司,Sll施?M8)和聚酸改性聚二甲基硅氧烷(廣 州市斯洛柯化學(xué)有限公司,紋纖則W1:1的重量比例調(diào)配而成),在80°C干燥后制得混 合原絲產(chǎn)品。
[0044] 將混合原絲在30 %的氯化儀憐酸溶液(憐酸的濃度為20 % )中浸潰8小時(shí),取出后 于80°C烘干。
[0045] 將浸潰后的混合原絲放入活化爐中,在空氣氣氛中于250°C恒溫預(yù)氧化2小時(shí),得 到預(yù)氧化絲,在活化爐中W流量20ml/min通入惰性氣體氮?dú)?,將預(yù)氧化絲W升溫速率IOtV 分鐘在氮?dú)鈿夥罩猩郎氐?50°C,在溫度升到700°C開(kāi)始W流量lOml/min通入活化劑水蒸 汽,在750°C恒溫1小時(shí),停止通入活化劑水蒸汽,然后在氮?dú)鈿夥罩蠾1 (TC/分鐘的速率降 溫至200°C,停止通入惰性氣體氮?dú)?,隨爐冷卻至室溫后取出,用水洗涂,得到超級(jí)電容器電 極用聚丙締臘介孔活性碳纖維。
[0046] 測(cè)定所獲得樣品的孔徑分布發(fā)現(xiàn),制備的聚丙締臘介孔活性碳纖維的10~20nm的 介孔率為30%、總介孔率為52%。通過(guò)纖維強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)得纖維的強(qiáng)度達(dá)到0.58GPa,非常 適合做超級(jí)電容器的電極。
[0047] 如圖2所示,為實(shí)施例1制備的超級(jí)電容器電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維的化等 溫吸附脫附曲線和BJH孔徑分布曲線圖。從圖2(a)可看出,所制備的聚丙締臘介孔活性碳纖 維的脫附曲線有滯后環(huán),說(shuō)明該樣品的孔隙W中孔為主。從圖2(b)可看出,中孔孔徑主要分 布在10~20nm和20~30nm之間。
[004引實(shí)施例2
[0049] -種超級(jí)電容器電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維,包括聚丙締臘活性碳纖維,所 述的聚丙締臘活性碳纖維中分布有介孔。其制備方法為:
[(K)加]將造孔劑聚乙締醇(阿拉下-P119359,MW-31000)裝入盛有溶劑N,N-二甲基乙酷胺 的燒瓶中,于50°C下在磁力攬拌器中攬拌24小時(shí),得到含有造孔劑的溶液,其中,聚乙締醇 的濃度為20 %。
[0051] 將聚丙締臘漿料(聚丙締臘的濃度為18%,聚丙締臘的重均分子量12.5萬(wàn),粘度 6500化? S)加入所述的含有造孔劑的溶液中,聚丙締臘漿料與所述的含有造孔劑的溶液的 混合重量比例為1:0.6,在磁力攬拌器中混合、攬拌,在50°C的恒溫水浴中加熱18小時(shí),然后 在恒溫水浴中于30°C繼續(xù)攬拌48小時(shí)進(jìn)行充分混合,取出,在烘箱中于50°C進(jìn)行脫泡處理, 處理時(shí)間為24小時(shí),得到混合紡絲原液。
[0052] 將所述的混合紡絲原液采用濕法紡絲工藝進(jìn)行紡絲,混合紡絲原液經(jīng)齒輪計(jì)量累 計(jì)量,在扣m微孔徑過(guò)濾器中過(guò)濾,從直徑為0.08mm噴絲孔中噴出,進(jìn)入30°C的水/N,N-二甲 基乙酷胺凝固浴,凝固浴中N,N-二甲基乙酷胺的濃度為70%,經(jīng)水浴牽伸和二次高溫牽伸, 水浴溫度為60°C,牽伸倍數(shù)為3倍,二次高溫牽伸的牽伸溫度為140°C,牽伸倍數(shù)為4,用50°C 的去離子水清洗多遍,水洗后纖維中的溶劑殘留量在O.Olwt% W下,上聚二甲基硅氧烷系 油劑(由氨基改性聚二甲基硅氧烷(廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司,Silok?248))和聚酸改性 聚二甲基硅氧烷(廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司,Silok?2293) Wl: 1的重量比例調(diào)配而成), 在80°C干燥后制得混合原絲產(chǎn)品。
[0053] 將混合原絲在30%的硝酸儀的憐酸溶液(憐酸的濃度為20%)中浸潰8小時(shí),取出 后于80°C烘干。
[0054] 將浸潰后的混合原絲放入活化爐中,在空氣氣氛中于250°C恒溫預(yù)氧化2.5小時(shí), 得到預(yù)氧化絲,在活化爐中W流量20ml/min通入惰性氣體氮?dú)?,將預(yù)氧化絲W升溫速率5 °C/分鐘在氮?dú)鈿夥罩猩郎氐?00°C,在溫度升到650°C開(kāi)始W流量lOml/min通入活化劑水 蒸汽,在800°C恒溫0.5小時(shí),停止通入活化劑水蒸汽,然后在氮?dú)鈿夥罩蠾lOtV分鐘的速 率降溫至200°C,停止通入惰性氣體氮?dú)猓S爐冷卻至室溫后取出,用水洗涂,得到超級(jí)電容 器電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維。
[0055] 測(cè)定所獲得樣品的孔徑分布發(fā)現(xiàn),制備的聚丙締臘介孔活性碳纖維的10~20nm的 介孔率為33%、總介孔率為51%。通過(guò)纖維強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)得纖維的強(qiáng)度達(dá)到0.45GPa,非常 適合做超級(jí)電容器的電極。
[0056] 實(shí)施例3
[0057] -種超級(jí)電容器電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維,包括聚丙締臘活性碳纖維,所 述的聚丙締臘活性碳纖維中分布有介孔。其制備方法為:
[0058] 將造孔劑聚乙締化咯燒酬(GR(沃凱HOOg裝)裝入盛有溶劑二甲亞諷的燒瓶中,于 50°C下在磁力攬拌器中攬拌24小時(shí),得到含有造孔劑的溶液,其中,聚乙締化咯燒酬的濃度 為 18%。
[0059] 將聚丙締臘漿料(聚丙締臘的濃度為18%,聚丙締臘的重均分子量12.5萬(wàn),粘度 6500化? S)加入所述的含有造孔劑的溶液中,聚丙締臘漿料與所述的含有造孔劑的溶液的 混合重量比例為1:0.7,在磁力攬拌器中混合、攬拌,在50°C的恒溫水浴中加熱24小時(shí),然后 在恒溫水浴中于30°C繼續(xù)攬拌36小時(shí)進(jìn)行充分混合,取出,在烘箱中于50°C進(jìn)行脫泡處理, 處理時(shí)間為24小時(shí),得到混合紡絲原液。
[0060] 將所述的混合紡絲原液采用濕法紡絲工藝進(jìn)行紡絲,混合紡絲原液經(jīng)齒輪計(jì)量累 計(jì)量,在扣m微孔徑過(guò)濾器中過(guò)濾,從直徑為0.08mm噴絲孔中噴出,進(jìn)入30°C的水/二甲亞諷 凝固浴,凝固浴中二甲亞諷的濃度為70%,經(jīng)水浴牽伸和二次高溫牽伸,水浴溫度為80°C, 牽伸倍數(shù)為2倍,二次高溫牽伸的牽伸溫度為150°C,牽伸倍數(shù)為5,用50°C的去離子水清洗 多遍,水洗后纖維中的溶劑殘留量在O.Olwt% W下,上聚二甲基硅氧烷系油劑(由氨基改性 聚二甲基硅氧烷(廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司,游k;鱗漿終))和聚酸改性聚二甲基硅氧烷 (廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司,SHf;祕(mì)2媒3) Wl: 1的重量比例調(diào)配而成),在80°C干燥后制 得混合原絲產(chǎn)品。
[0061] 將混合原絲在30%的氯化銷的憐酸溶液(憐酸的濃度為20%)中浸潰8小時(shí),取出 后于80°C烘干。
[0062] 將浸潰后的混合原絲放入活化爐中,在空氣氣氛中于250°C恒溫預(yù)氧化3小時(shí),得 到預(yù)氧化絲,在活化爐中W流量20ml/min通入惰性氣體氮?dú)?,將預(yù)氧化絲W升溫速率8°C/ 分鐘在氮?dú)鈿夥罩猩郎氐?50°C,在溫度升到700°C開(kāi)始W流量lOml/min通入活化劑水蒸 汽,在850°C恒溫0.5小時(shí),停止通入活化劑水蒸汽,然后在氮?dú)鈿夥罩蠾1 (TC/分鐘的速率 降溫至200°C,停止通入惰性氣體氮?dú)猓S爐冷卻至室溫后取出,用水洗涂,得到超級(jí)電容器 電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維。
[0063] 測(cè)定所獲得樣品的孔徑分布發(fā)現(xiàn),制備的聚丙締臘介孔活性碳纖維的10~20nm的 介孔率為35%、總介孔率為53%。通過(guò)纖維強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)得纖維的強(qiáng)度達(dá)到0.43GPa,非常 適合做超級(jí)電容器的電極。
[0064] 實(shí)施例4
[0065] -種超級(jí)電容器電極用聚丙締臘介孔活性碳纖維,包括聚丙締臘活性碳纖維,所 述的聚丙締臘活性碳纖維中分布有介孔。其制備方法為:
[0066] 將造孔劑聚乙締醇縮下醒(阿拉下15.0-18. Om化.S,下醒基70-75 % )裝入盛有溶 劑二甲亞諷的燒瓶中,于50°C下在磁力攬拌器中攬拌24小時(shí),得到含有造孔劑的溶液,其 中,聚乙締醇縮下醒的濃度為15%。
[0067] 將聚丙締臘漿料(聚丙締臘的濃度為18%,聚丙締臘的重均分子量12.5萬(wàn),粘度 6500化? S)加入所述的含有造孔劑的溶液中,聚丙締臘漿料與所述的含有造孔劑的溶液的 混合重量比例為1:0.6,在磁力攬拌器中混合、攬拌,在60°C的恒溫水浴中加熱24小時(shí),然后 在恒溫水浴中于40°C繼續(xù)攬拌48小時(shí)進(jìn)行充分混合,取出,在烘箱中于60°C進(jìn)行
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