[发明专利]一种氮/磷/氟三元共掺杂碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种氮/磷/氟三元共掺杂碳纤维，其特征在于，氮含量为5-20wt％，磷含量为5-20wt％，氟含量为5-20wt％。

2.根据权利要求1所述的氮/磷/氟三元共掺杂碳纤维，其特征在于，其直径为200-600nm。

3.一种氮/磷/氟三元共掺杂碳纤维的制备方法，其特征在于，包括：将N,N-二甲基甲酰胺、六氟磷酸钠和聚丙烯腈混合，得到电纺溶液；然后采用电纺溶液进行静电纺丝，制备聚合物纤维；再将所述聚合物纤维进行碳化热处理，得到前驱体，然后对所述前驱体进行酸洗，得到所述氮/磷/氟三元共掺杂碳纤维。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电纺溶液中，六氟磷酸钠：N,N-二甲基甲酰胺：聚丙烯腈的质量比为0.35-1.0：4.0-7.0：0.4-0.6。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈的重均分子量为15000-150000。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，进行所述静电纺丝时，纺丝液的喷速为0.4-0.6ml/h，高压电源电压区间为10.5-14kV。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：进行所述静电纺丝时，以铝制散热板作为收集基底，纺丝针头的内径为0.6-1.0mm，喷丝口距收集基底10-15cm。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳化热处理的温度为900-1100℃，时间为2-6h，热处理的升温速率是8-15℃/min。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在60-80℃下以盐酸对所述前驱体进行酸洗。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸洗后，经高速离心分离得到沉淀物，再分别以去离子水和无水乙醇离心洗涤后，于40-60℃下真空干燥8-24h。