DOI:10.1016/j.jelechem.2020.114597

在本研究中，通过Hansen溶解度参数计算了聚丙烯腈（PAN）在硝基甲烷/水混合物中的溶解度，并使用光学显微镜进行了观察。结果表明，在一定体积比的硝基甲烷和水的混合溶剂中可以得到PAN静电纺丝前驱体。在静电纺丝过程中，采用溶剂诱导相分离法制备了PAN多孔电纺纤维/带。然后，对PAN电纺纤维/碳带进行碳化并活化，制备出具有介孔/大孔结构的碳纳米纤维/碳带。此外，分别以多孔聚丙烯腈纤维/带和碳纳米纤维/带为电极和隔膜制备了超级电容器。研究了离子液体电解质中纳米纤维/碳带的电化学性能与孔结构参数的关系，结果表明，纳米带具有高比例的介孔/大孔结构、较高的比容量（244.1 F·g-1）、充电/放电效率（99.8％）和低内部电阻（0.52Ω）。

图1.硝基甲烷/水中PAN的Rij2值与硝基甲烷体积比的关系

图2.硝基甲烷/水混合物中PAN的光学图，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）19:1，（d）17:1，（e）15:1

图3.硝基甲烷/水混合物中PAN的光学显微镜照片，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图4.PAN电纺纤维/带的光学显微镜图像，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图5.由PAN在硝基甲烷/水混合物中制备的电纺纤维/带，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图6.在硝基甲烷/水混合物中制备的PAN衍生碳纤维/带，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图7.N2吸附-解吸等温线和BJH孔径分布图

图8.在硝基甲烷/水混合物中制备的PAN电纺纤维/带的离子液体吸收行为，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图9.在不同扫描速率下，PAN衍生纳米纤维/碳带超级电容器的循环伏安曲线（I）V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1，（II）19:1

图10.PAN衍生纳米纤维/碳带电容器的奈奎斯特光谱，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1

图11.PAN衍生碳纳米纤维的循环寿命图，V硝基甲烷:V水=（a）28:1，（b）21:1，（c）19:1，（d）17:1

图12.PAN衍生纳米纤维/碳带电容器的恒电流充电/放电曲线，V硝基甲烷:V水，（a）35:1，（b）28:1，（c）21:1，（d）19:1，（e）17:1，（f）15:1