硒化鎢-石墨烯-碳納米纖維複合材料

碳纖維是一種含碳量在95％以上的新型纖維材料，其品質比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。同時，碳纖維良好的導電導熱性能使其在新一代能量存儲與轉換領域具有廣泛的應用前景。

靜電紡絲技術作為一種方便、低成本的納米纖維製備技術，可以製備比表面積大、孔隙率高的納米纖維無紡布材料。隨著越來越多 的研究者將電紡納米纖維材料應用于新型儲能材料，電紡碳納米纖維較低的電化學活性也嚴重地制約了其性能表現。因此，尋找一種經濟有效的方法來增強靜電紡碳纖維的導電性和電化學活性仍頗具挑戰性。

石墨烯是一種典型的二維納米碳材料，由碳原子以sp2雜化排列、緊密堆積而成的蜂窩晶格結構，因其具有密度小、比表面積大、載流子遷移速率大及電導率高等優點而成為化學、物理、材料等學科領域的新寵。同樣的，納米片狀硒化鎢也是一種擁有優異電化學活性二維過渡金屬材料。

研究人員認為，將氧化石墨烯通過其與靜電紡納米纖維表面的相互作用力來實現兩者的複合，最終經過一步碳化以得到石墨烯均勻包覆的碳納米纖維，然後通過簡單的溶劑熱反應將具有優異電化學活性的硒化鎢納米片上載於石墨烯功能化的碳納米纖維上，可同時增強電紡納米纖維材料的導電性和電化學活性，制得功能極強的新材料。

製備硒化鎢-石墨烯-碳納米纖維複合材料的方法步驟如下：

(1)在攪拌和油浴條件下，配製聚丙烯腈紡絲溶液；

(2)採用靜電紡絲法製備聚丙烯腈納米纖維；

(3)通過程式控溫，對步驟(2)的聚丙烯腈納米纖維進行預氧化處理，得到表面功能化的氧化聚丙烯腈納米纖維；

(4)將氧化石墨分散于去離子水中，超聲得到穩定分散的氧化石墨烯分散液；

(5)將步驟(3)得到的氧化聚丙烯腈納米纖維浸泡於步驟(4)得到的氧化石墨烯分散液中，靜置以使氧化石墨烯在氧化聚丙烯腈納米纖維表面進行自組裝；完畢後進行清洗並烘乾，得到氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈納米纖維；

(6)將步驟(5)得到的氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈納米纖維進行高溫碳化，得到石墨烯/碳納米纖維複合材料；

(7)稱取硒粉並配製硒溶液，使用溶劑熱法在步驟(6)得到的石墨烯/碳納米纖維複合材料表面生長硒化鎢納米片，得到硒化鎢-石墨烯-碳納米纖維複合材料。

製備的硒化鎢-石墨烯-碳納米纖維複合材料保持了靜電紡無紡布的良好自支撐性和柔性，具有優異的導電性和電化學活性，在新能源電池領域具有廣闊的應用前景。

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