[发明专利]一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚合物溶于N,N-二甲基甲酰胺有机溶剂中，充分搅拌，配成质量分数为13％～15％的均一溶液，将尿素加入制备的聚合物溶液中，继续搅拌完全溶解，即得纺丝液，所述聚合物选自为碱木质素和聚丙烯腈的混合物，所述碱木素、聚丙烯腈和尿素的重量比例为1:5-7:0.5-1；

2)设置静电纺丝电压为10-18kv，接收距离10-18cm，推进速率0.3ml/h-1.0ml/h，用锡箔纸收集高压静电纺丝制得的纳米纤维前驱体；

3)对步骤2)中所得的纤维前驱体在空气中干燥后，浸入苯胺/盐酸溶液中10-24h，其中苯胺的质量分数为0.1％，随后逐滴滴加含有质量分数为2.5g/L的过硫酸铵的盐酸溶液40ml，并保持温度在0～4℃，3-5h；

4)对步骤3)所得的纳米纤维经去离子水洗数次后，置于60℃干燥箱中干燥12h后，将其置于管式炉中空气气氛下260℃预氧化1h；

5)将步骤4)所得氧化后的纤维置于管式炉的惰性氮气气氛下煅烧，煅烧温度为800～900℃，煅烧时间1-3h，得到氮掺杂的木质素基碳纤维。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述聚丙烯腈具有150,000的重均分子量(Mw)。

3.根据权利要求1所述的氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述碱木素、聚丙烯腈和尿素的用量重量比例为1:6.5:0.8。

4.根据权利要求1所述的氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述盐酸浓度为1mol/L。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法无需添加胶黏剂、增稠剂、增白剂辅料。

6.一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料，所述复合材料由根据权利要求1至5中任意一项所述的制备方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料在储能电池方面的应用。