[发明专利]一种含氮活性碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种含氮活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)碳化阶段：将原材料放入碳化活化炉中，在氮气气氛下加热至500-700℃，并保温20-60min；

(2)活化阶段：继续升温至800-1000℃，通入复合活化剂保温活化10-60min，所述复合活化剂由水蒸气和NH₃/N₂混合气组成；

(3)活化结束：停止通入水蒸气和氨气，活化炉在氮气保护下自然冷却，得到含氮活性碳纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原材料为聚丙烯腈、酚醛、黏胶或沥青基的预氧纤维束、毡或织物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原材料为聚丙烯腈基预氧纤维束、毡或织物。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的碳化温度为550-650℃，碳化时间为30-40min。

5.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化温度为850-950℃，活化时间为30-50min。

6.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的复合活化剂中，NH₃与N₂体积比为1/4～1，水蒸气与NH₃/N₂混合气的体积比为1/3-3/4，每百克原材料的复合活化剂用量为10-50mL/min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的复合活化剂中，NH₃与N₂体积比为1/2，水蒸气与NH₃/N₂混合气的体积比为1/2，每百克原材料的复合活化剂用量为30mL/min。

8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法如下：

PAN预氧纤维束在700℃下碳化30min后，通入复合活化剂在950℃活化40min，活化结束后停止通入水蒸气和氨气，活化炉在氮气保护下自然冷却，得到含氮活性碳纤维布；

其中，复合活化剂中NH₃/N₂体积比为1/2，水蒸气与混合气体积比为1/2，每百克原材料的复合活化剂用量为30mL/min，所得活性碳纤维含氮元素8.4%，比表面积1185m²/g。

9.采用权利要求1-8任一项所述方法制备的含氮活性碳纤维。

10.根据权利要求9所述的含氮活性碳纤维，其特征在于，所述含氮活性碳纤维的比表面积在800-2000m²/g，氮元素含量为2.5-9wt%。