[发明专利]生物活性碳纤维、包括其的生态碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种生物活性碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚丙烯腈纤维、粘胶纤维或沥青纤维以3～5℃/分钟的速率逐渐升温至200～300℃后，进行50～150分钟的预氧化处理，形成预氧丝；

将所述预氧丝在氮气气氛下，以10～30℃/分钟的速率逐渐升温至700～800℃后，以水蒸气作为活化剂，进行30～90分钟的炭化及活化处理，形成所述生物活性碳纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括表面活性处理的步骤，所述表面活性处理的步骤包括：

将所述生物活性碳纤维在浓度为30％以下的过氧化氢溶液和浓度为25～28％的氨水溶液按照体积比1～2∶1混合形成的混合溶液中，采用频率为50～100KHz的超声波下处理10～60分钟，进行所述表面活性处理。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括表面活性处理的步骤，所述表面活性处理的步骤包括：

将所述生物活性碳纤维在浓度为30％以下的过氧化氢溶液中，采用频率为50～100KHz的超声波下处理10～60分钟，进行第一次表面活性处理；

将完成第一次表面活性处理的所述生物活性碳纤维在浓度为25～28％的氨水溶液中，采用频率为50～100KHz的超声波下处理10～60分钟，进行第二次表面活性处理。

4.一种生物活性碳纤维，其特征在于，由权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备而成。

5.一种生态碳纤维复合材料，其特征在于，包括：

芯层，由权利要求4所述的生物活性碳纤维构成，所述生物活性碳纤维的比表面积大于1000m²/g；

外层，由丙纶纤维网眼布构成，所述外层包裹在所述芯层的外周。

6.根据权利要求5所述的生态碳纤维复合材料，其特征在于，还包括设置在所述外层上的环状毛圈部，所述环状毛圈部由丙纶纤维和涤纶纤维复合而成。

7.根据权利要求6所述的生态碳纤维复合材料，其特征在于，

所述生物活性碳纤维为厚度为0.5～5mm的聚丙烯腈基生物活性碳纤维毡；厚度为0.5～5mm的粘胶基生物活性碳纤维毡；或者由喷吹法制备的沥青基生物活性碳纤维；

所述丙纶纤维网眼布由直径为200D～500D的丙纶纤维丝编织而成；

所述环状毛圈部由直径为150D～600D的丙纶纤维丝和直径为150D～600D的涤纶纤维丝复合而成。

8.一种生态碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1-3中任一项所述的方法制备所述生物活性碳纤维；

制备丙纶纤维网眼布；

以所述生物活性碳纤维为芯层，将所述丙纶纤维网眼布作为外层包裹在所述芯层的外周，形成所述生态碳纤维复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述丙纶纤维网眼布上设置环状毛圈部的步骤，所述环状毛圈部由丙纶纤维和涤纶纤维复合而成。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，形成所述生态碳纤维复合材料的步骤包括：

将所述丙纶纤维网眼布缠绕在所述生物活性碳纤维上形成所述生态碳纤维复合材料；或者

将所述丙纶纤维网眼布分为第一块与第二块，将所述生物活性碳纤维放置在第一、第二块丙纶纤维网眼布之间，并将所述第一、第二块丙纶纤维网眼布的外周缝合，形成所述生态碳纤维复合材料。