[发明专利]一种生物质基螺旋状碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将生物质原料放入清水中进行超声波清洗，去除表面圬物；

（2）将生物质原料放入氢氧化钠、亚硫酸钠和去离子水混合溶液中，进行恒温加热；

（3）加热处理结束后取出溶液冷却至室温，倒出液体并留下产物，使用去离子水清洗产物；

（4）将产物放入硫酸浓度为15%～50%的硫酸溶液中，进行超声处理；

（5）超声处理结束后，倒出液体并留下产物，使用去离子水和无水乙醇超声处理并清洗产物得到螺旋状导管；

（6）将螺旋状导管放入管式炉中，在惰性气体保护下加热碳化，并自然冷却至室温；

（7）取出碳化后产物，使用无水乙醇和去离子水清洗产物，放入烘箱进行干燥后得到螺旋碳纤维。

2.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中生物质原料为被子植物叶子。

3.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中氢氧化钠和亚硫酸铵、去离子水、生物质原料的质量比为2~50：2~30：100：1~30。

4.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中恒温加热温度为50～150℃，加热时间为20min~300min。

5.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中超声时间为10～120min。

6.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中超声处理时间为5～30min。

7.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）碳化处理中碳化温度为200℃～600℃，碳化时间为30～300min。

8.根据权利要求1所述的一种生物质基螺旋状碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中干燥采用烘箱干燥，干燥温度为40～100℃，时间为4～24h。

9.一种按照权利要求1-8任意一项所述的方法制备的螺旋状碳纤维，其特征在于：所述螺旋状碳纤维的尺寸可由生物质中导管的尺寸进行有效控制，螺旋状碳纤维直径为500nm~2μm，螺旋管径为4μm~6μm。