[发明专利]一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法

权利要求书

1.一种带状多孔纳米碳纤维，该碳纤维具有扁平状横截面结构，纤维截面宽600-900nm，厚100-300nm，纤维含有丰富的中孔，中孔在3-30nm可调。

2.一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下几个步骤：(1)将无机盐、酚醛树脂、聚乙烯吡咯烷酮、有机溶剂按照一定比例配制成溶液；(2)静电纺丝制备纳米碳纤维原丝；(3)纳米碳纤维原丝经固化、碳化、酸洗得到带状多孔纳米碳纤维。

3.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于酚醛树脂为热固性树脂或热塑性树脂，平均分子量为300-2500。

4.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于无机盐为硝酸镁、醋酸镁、醋酸锌、氯化镁、硝酸镍、硝酸钴、硝酸铝、硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、氯化镍、氯化锌、硝酸铜、硝酸锌中至少一种。

5.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于所用的有机溶剂可以是以下一种或是两种以上的混合溶剂：乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于无机盐与酚醛树脂的比例为1∶1-5∶1。

7.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于纺丝助剂聚乙烯咯烷酮的质量分数为3％-6％。

8.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于制备共混溶液的具体步骤为：(1)将金属无机盐溶于有机溶剂中，在10～50℃下搅拌至完全溶解。(2)10min后加入酚醛树脂乙醇溶液，继续搅拌2-5h。(3)加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌10-20h，得到均一溶液。(4)对混合溶液进行脱泡处理，然后室温下密封静置1-3天得到纺丝液。

9.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于所述静电纺丝工艺参数为：推进速度为5-40uL/min，电压为10-30KV，两级间距为10-35cm，纺丝环境温度为30-60℃，湿度为5％-20％。

10.根据权利要求2所述的一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法，其特征在于所述的固化是以1-5℃/min的升至100-200℃恒温1-24h。纤维的碳化是在氮气或者氩气氛中进行，以1-3℃/min升至700-1100℃恒温1-5h，待其自然冷却后取出样品。所述的酸洗采用浓度为2-10wt％的盐酸、硝酸、草酸、硫酸水溶液浸渍搅拌1-3天，然后反复水洗至滤液为中性。烘干得到所述带状多孔纳米碳纤维。