DOI: 10.1002/app.50728

本工作将中间相沥青分为不同的沥青组分，以研究各沥青组分对相应电纺纳米纤维性能的影响。探究了不同沥青组分衍生纳米纤维在稳定化和碳化过程中的演变，并对所得纳米碳纤维（CNFs）用作超级电容器电极材料的性能进行了比较。结果表明，己烷不溶-甲苯可溶（HI-TS）和甲苯不溶-四氢呋喃（THF）可溶（TI-THFS）组分由于其较窄的分子量分布而具有良好的可纺性。此外，与HI-TS和THF不溶组分（THFI）相比，TI-THFS由适当的芳香性和支链烷基组成，可促进其纳米纤维的稳定化和碳化行为，由于其放热反应的缓解从而保持了TI-THFS衍生纳米纤维的理想纤维形态。同时，TI-THFS衍生CNFs的最大表面积为543m2/g，在6M KOH电解质中于0.5A/g下显示出167F/g的优异比电容。

图1.沥青组分的TG/DTG（a），TOF-MS（b），FTIR（c）和拉曼（d）光谱图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2.沥青组分衍生纺丝溶液的粘度和电导率（a），以及（b）HI-TS@SNF，（c）TI-THFS@SNF，（d）THFI@SNF的SEM图像[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图3.（a）HI-TS@SNF，（b）TI-THFS@SNF，（c）THFI@SNF在空气中的DSC曲线，以及（d）通过Kissinger方法获得的相应动力学曲线[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.不同沥青组分衍生电纺纳米纤维在空气中的TG-MS曲线：（a）TG/DTG，（b）CO2，（c）H2O，（d）CO，（e）H2和（f）HCN[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.不同沥青组分衍生氧化纳米纤维在氩气中的TG-MS曲线：（a）TG/DTG，（b）CO2，（c）H2O，（d）CO，（e）H2和（f）HCN[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.不同沥青组分衍生电纺纳米纤维、氧化纳米纤维和碳纳米纤维的FTIR（a）和拉曼（b）光谱图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.（a，d）HI-TS@CNF，（b，e）TI-THFS@CNF和（c，f）THFI@CNF的C1s和N1s高分辨率XPS光谱峰[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.不同沥青组分衍生碳纳米纤维的氮气吸附-解吸等温线（a），孔径分布（b）和SEM图像（c-e）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图9.碳纳米纤维在5mV/s下的CV曲线（a），在1A/g下的GCD曲线（b），奈奎斯特图（c）和不同扫描速率下的比电容（d）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]