[发明专利]一种高活性催化碳纤维材料及制备方法

权利要求书

1.一种高活性催化碳纤维材料，其特征是：含巯基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是铁、钴、镍、锰、铜、铷、锌、铂和钯过渡金属离子；R为-H、-NH₂、-Cl、-F、-COOH、-NO₂、-NHCOCH₃、-NHSO₃H、-SO₃H中的任意一种；通式为NH₂-R₁-SH的氨基硫醇的R₁是-CH₂-、-CH₂CH₂-、-CH(COOH)CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-和-CH₂CH₂CH₂CH₂-中的任意一种，其中NH₂-CH(COOH)CH₂-SH属于氨基酸类结构，

2.根据权利要求1所述的高活性催化碳纤维材料，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所述的高活性催化碳纤维材料，其特征在于负载的金属酞菁质量百分数为0.08-8％，负载的氨基硫醇的质量分数为0.2-15％。

4.一种如权利要求1或2或3所述高活性催化碳纤维材料的制备方法，其特征在于：在反应温度为60-100℃条件下，将纤维分散在碱性的K₂S₂O₈溶液中或者酸性的双氧水-硝酸体系中搅拌2-10小时，其次，将纤维取出放入70-90℃的二氯亚砜中回流4-24小时，接着蒸干二氯亚砜后加入溶解有氨基硫醇的溶液，在40-100℃下回流2-10小时，回流完成后取出接枝了氨基硫醇的碳纤维，烘干后放入50-100℃的金属酞菁溶液中回流4-12小时，反应完成后取出负载有金属酞菁的碳纤维，分别使用反应溶剂反复洗涤至洗涤液无色后，再用乙醇、水洗涤，80-100℃烘干可得高活性催化碳纤维材料。

5.根据权利要求4所述高活性催化碳纤维材料的制备方法，其特征在于所述溶剂是：二甲基亚砜、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或者N-甲基吡咯烷酮。