1.一种金属氧化物与碳纳米纤维复合柔性电极膜,其特征在于,碳纳米纤维膜厚度在
40~150微米,纤维直径在100~200nm之间;所述金属氧化物为颗粒状,且原位生长于碳纳米纤维膜表面和网络间,其化学组成为xMOy/(1-x)C,其中x为质量百分比0.8≤x≤0.9、y为原子比1≤y≤2,M选自Mn、Fe、Co中的一种。
2.一种制备如权利要求1所述金属氧化物与碳纳米纤维复合柔性电极膜的方法,其特征在于,其包括如下步骤:(1)将高分子聚合物溶于二甲基甲酰胺,充分搅拌后,通过静电纺丝方法成膜;
(2)将步骤(1)得到的膜,依次经过膜稳定化炉、高温碳化炉制得碳纳米纤维膜;所述膜稳定化炉的腔内气氛为常压空气,腔体气体流速100~400mL/min,炉内温度为250~300℃,膜停留时间为0.5~2小时;
高温碳化炉内的碳化反应温度为650~900℃,碳化处理时间1.5~3小时,碳化处理气氛为惰性气体,腔体气体流速100~400mL/min;
(3)将碳纳米纤维膜浸入表面功能化槽,槽内溶液为中等强度氧化剂混合溶液,进行碳纳米纤维膜的表面功能化,所述中等强度氧化剂混合溶液由如下质量百分比的组分组成:为H2O2:KMnO4:H2SO4:MnO2=96~90:0~5:0~3:2~4;所述中等强度氧化剂混合溶液的质量浓度为10~25%;槽液反应温度为15~55℃;碳纳米纤维膜在表面功能化槽内停留时间0.5~2小时,然后离子水清洗、干燥;
将前述的碳纳米纤维膜在水热反应或微波水热反应条件下,和Mn、Fe、Co中的至少一种可溶盐,反应生成金属氧化物与碳纳米纤维复合柔性膜;其中,采用水热反应条件,反应温度为120~200℃,反应时间为3~10小时;若采用微波水热反应条件,反应温度为120~200℃,反应时间为10~30分钟。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述高分子聚合物选自聚丙烯腈、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或两种以上。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,水热反应的溶液中含有尿素、三乙醇胺、乙醇胺中的一种或两种。