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申请/专利权人：上海工程技术大学

摘要：本发明公开了一种连续型多级孔碳化钛导电纤维及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。本发明通过对Ti3C2Tx片层进行表面制孔处理，并通过PMMA纳米微球硬模板法，制备具有介孔‑大孔结构的多级孔纤维，从而进一步提高纤维的体积比电容，解决了Ti3C2Tx导电纤维电化学性能不佳的问题。本发明提供的连续型多级孔碳化钛导电纤维在结构上构建了介孔‑大孔的多级孔隙结构，不仅仅表现出更优异的电化学性能，还改善了材料间的自堆叠缺陷，增加了纤维内部的空隙，特有的孔隙结构增加离子传递通道，提高了电子和离子的传输效率。

主权项：1.一种多级孔碳化钛导电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，制备碳化钛粉末：在盐酸中加入氟化锂粉末，连续搅拌充分反应，加入碳化铝钛，在35-40℃油浴中搅拌反应24h，反应结束后离心，使用去离子水洗涤反应物至溶液的上层液呈墨绿色且pH为6-7，将上层液冰浴超声处理，离心收集上清液，并对上清液继续进行离心处理，将上清液冷冻干燥成粉末，得到碳化钛粉末，其中，氟化锂和碳化铝钛的质量比为1.6：1；S2，制备介孔碳化钛粉末：将碳化钛粉末分散在去离子水中，加入等体积浓度为0.2molL的硫酸铜溶液，搅拌30min，使用去离子水反复离心清洗直到溶液pH值为6，向溶液中加入氟化氢，刻蚀10min，超声分散，离心洗涤至上层液呈墨绿色，取上层液进行冷冻干燥成粉末，得到介孔碳化钛粉末；S3，制备PMMA微球：将偶氮异丁腈和聚乙烯吡咯烷酮溶解在甲醇中，混合液使用氮气吹扫后加入甲基丙烯酸甲酯，搅拌反应，离心、洗涤，得到白色产物为PMMA微球，其中，混合液中偶氮异丁腈的质量浓度为0.1%，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为4%，反应温度为50-60℃；S4，连续型多级孔碳化钛导电纤维的制备：以碳化钛粉末、介孔碳化钛粉末和PMMA微球为原料配置纤维纺丝原液，纺丝液中碳化钛与介孔碳化钛混合浓度为40-48mgmL，其中介孔碳化钛的质量分数为4-22%，PMMA微球浓度为8-12mgmL，湿法纺丝后对获得的纤维进行清洗并烧结，得到多级孔碳化钛导电纤维，其中，纺丝流速为50mlh，凝固浴为壳聚糖、乙酸和去离子水的混合物，烧结温度为500-650℃。

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