[发明专利]具有催化功能的碳纤维材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有催化功能的碳纤维材料，其特征是：含苯硫酚基团的改性碳纤维与金属酞菁之间通过配位键方式结合，使用的金属酞菁特征具有式1结构，其中：M是锰、铁、钴、镍、铜过渡金属离子；R₁、R₂、R₃、R₄分别为-H、-NH₂、-COOH、-NO₂、-NHCOCH₃、-NHSO₃H、-SO₃H中的任意一种，

2.根据权利要求1所述的具有催化功能的碳纤维材料，其特征在于所述的碳纤维直径在0.2-20μm之间，碳纤维形状是长丝状或短纤维状；碳纤维是预氧丝或碳化丝或成品丝。

3.根据权利要求1或2所述的具有催化功能的碳纤维材料，其特征在于负载的金属酞菁质量百分数为0.08-8％，负载的苯硫酚基团的质量分数为0.2-15％。

4.一种如权利要求1或2或3所述具有催化功能的碳纤维材料的制备方法，其特征在于在反应温度为50-100℃的条件下，将碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的二氨基二苯二硫醚和亚硝酸异戊酯加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出含苯硫酚基团的改性碳纤维，分别使用反应溶剂、水、乙醇洗涤，60-100℃烘干得改性碳纤维；接着在反应温度为20-60℃的条件下，将含二苯二硫醚基团改性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的三苯基膦加入其中，搅拌反应2-12小时，反应完成后取出负载有金属酞菁的碳纤维，分别使用反应溶剂、水、乙醇洗涤，60-100℃烘干得含苯硫酚基团的改性碳纤维；然后在反应温度为40-80℃的条件下，将含苯硫酚基团的改性碳纤维分散于溶剂中，将充分溶解在溶剂中的金属酞菁和有机碱加入其中，搅拌反应2-48小时，反应完成后取出负载有金属酞菁的碳纤维，分别使用反应溶剂、水、乙醇洗涤，20-100℃烘干制得配位键合金属酞菁的具有催化功能的碳纤维材料；

所述溶剂是：N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或者四氢呋喃。

5.根据权利要求4所述具有催化功能的碳纤维材料的制备方法，其特征在于所述有机碱是乙醇胺、二乙醇胺或三乙胺。