[发明专利]一种碳球/聚丙烯腈纤维材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，该材料包含有一根或多根包覆有粒径为50nm-5μm碳球的聚丙烯腈丝线，所述聚丙烯腈丝线具有以碳球为节点的纺锤形结构；

该碳球/聚丙烯腈纤维材料按照以下步骤制备得到：

配制纺丝原液，所述纺丝原液中溶解有聚丙烯腈，且分散有碳球；所述纺丝原液中碳球和聚丙烯腈的质量比为(0.1-1):10；

以所述纺丝原液为原料，在40℃-50℃下加热静电纺丝0.5h-2h，制备碳球/聚丙烯腈纤维材料。

2.根据权利要求1所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，所述碳球的粒径为200nm-1μm。

3.根据权利要求2所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，所述碳球的粒径为500nm-800nm。

4.根据权利要求1所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，节点处的直径为聚丙烯腈丝线主体直径的1.2-4倍。

5.根据权利要求4所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，节点处的直径为聚丙烯腈丝线主体直径的2-3倍。

6.根据权利要求1所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料，其特征在于，所述碳球/聚丙烯腈纤维材料为包含多根包覆有碳球的聚丙烯腈丝线的多孔纤维膜。

7.权利要求1-6任一项所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

配制纺丝原液，所述纺丝原液中溶解有聚丙烯腈，且分散有粒径为50nm-5μm的碳球；所述纺丝原液中碳球和聚丙烯腈的质量比为(0.1-1):10；

以所述纺丝原液为原料，在40℃-50℃下加热静电纺丝0.5h-2h，制备碳球/聚丙烯腈纤维材料。

8.根据权利要求7所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液中碳球和溶剂的质量比为(0.1-5):100。

9.根据权利要求8所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液中碳球和溶剂的质量比为(0.5-2):100。

10.根据权利要求8或9所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环丁砜中的一种或几种的组合。

11.根据权利要求7所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述碳球的粒径为200nm-1μm。

12.根据权利要求11所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述碳球的粒径为500nm-800nm。

13.根据权利要求7所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述碳球为多孔单分散碳球。

14.根据权利要求7所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料的制备方法，其特征在于，所述碳球为酚醛树脂微球高温煅烧碳化制成的。

15.权利要求1-6任一项所述的碳球/聚丙烯腈纤维材料在油水分离中的应用。

16.根据权利要求15所述的应用，所述碳球/聚丙烯腈纤维材料为多孔纤维膜。