硒化钨-石墨烯-碳纳米纤维复合材料

碳纤维是一种含碳量在95％以上的新型纤维材料，其质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。同时，碳纤维良好的导电导热性能使其在新一代能量存储与转换领域具有广泛的应用前景。

静电纺丝技术作为一种方便、低成本的纳米纤维制备技术，可以制备比表面积大、孔隙率高的纳米纤维无纺布材料。随着越来越多 的研究者将电纺纳米纤维材料应用于新型储能材料，电纺碳纳米纤维较低的电化学活性也严重地制约了其性能表现。因此，寻找一种经济有效的方法来增强静电纺碳纤维的导电性和电化学活性仍颇具挑战性。

石墨烯是一种典型的二维纳米碳材料，由碳原子以sp2杂化排列、紧密堆积而成的蜂窝晶格结构，因其具有密度小、比表面积大、载流子迁移速率大及电导率高等优点而成为化学、物理、材料等学科领域的新宠。同样的，纳米片状硒化钨也是一种拥有优异电化学活性二维过渡金属材料。

研究人员认为，将氧化石墨烯通过其与静电纺纳米纤维表面的相互作用力来实现两者的复合，最终经过一步碳化以得到石墨烯均匀包覆的碳纳米纤维，然后通过简单的溶剂热反应将具有优异电化学活性的硒化钨纳米片上载于石墨烯功能化的碳纳米纤维上，可同时增强电纺纳米纤维材料的导电性和电化学活性，制得功能极强的新材料。

制备硒化钨-石墨烯-碳纳米纤维复合材料的方法步骤如下：

(1)在搅拌和油浴条件下，配制聚丙烯腈纺丝溶液；

(2)采用静电纺丝法制备聚丙烯腈纳米纤维；

(3)通过程序控温，对步骤(2)的聚丙烯腈纳米纤维进行预氧化处理，得到表面功能化的氧化聚丙烯腈纳米纤维；

(4)将氧化石墨分散于去离子水中，超声得到稳定分散的氧化石墨烯分散液；

(5)将步骤(3)得到的氧化聚丙烯腈纳米纤维浸泡于步骤(4)得到的氧化石墨烯分散液中，静置以使氧化石墨烯在氧化聚丙烯腈纳米纤维表面进行自组装；完毕后进行清洗并烘干，得到氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈纳米纤维；

(6)将步骤(5)得到的氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈纳米纤维进行高温碳化，得到石墨烯/碳纳米纤维复合材料；

(7)称取硒粉并配制硒溶液，使用溶剂热法在步骤(6)得到的石墨烯/碳纳米纤维复合材料表面生长硒化钨纳米片，得到硒化钨-石墨烯-碳纳米纤维复合材料。

制备的硒化钨-石墨烯-碳纳米纤维复合材料保持了静电纺无纺布的良好自支撑性和柔性，具有优异的导电性和电化学活性，在新能源电池领域具有广阔的应用前景。

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