[发明专利]一种用于抗菌的碳纤维材料

权利要求书

1.一种用于抗菌的碳纤维材料，其特征在于，碳纤维材料是一种以高比表面的纳米碳纤维为基体的复合材料，以高活性的过渡金属和碱土金属为活性中心，以碱金属为助剂，其制备方法包括如下步骤：

（1）配制过渡金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物的混合胶体水溶液，利用碱金属的氢氧化物控制水溶液的pH值在10-13之间，控制碱土金属与过渡金属的摩尔比在2.0-5.0，控制碱土金属与过渡金属的总浓度为2.0-5.0 mol/L，得胶体水溶液；

（2）取高比表面的纳米碳纤维，置于2.0-5.0 mol/L Na₂CO₃溶液中40-100 ℃浸泡0.5-5.0小时，过滤后置于过硫酸铵和硫酸混合溶液中浸泡0.5-2小时，控制过硫酸铵的浓度为0.2-1.0 mol/L，硫酸质量浓度为15-30%；过滤，并用NaOH水溶液冲洗，继而置于异丙醇中超声波清洗1-10小时，过滤，并在60-120 ℃条件下烘干处理2-10小时，得碳纤维载体；

（3）将所得胶体水溶液和碳纤维载体放入高压釜中搅拌反应12-46小时，温度控制在60-250 ℃，然后将所得的混合物过滤，用水洗至中性，80-120 ℃烘干6-24小时；

（4）将（3）所得的固体样品置于抽真空并通还原气体的炉中煅烧3-10小时，温度控制在350-800 ℃，得到所需的抗菌碳纤维材料；

所述过渡金属为Fe³⁺、Co³⁺、Cr³⁺中的一种或两种，碱土金属为Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺中的一种或两种，碱金属为Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种用于抗菌的碳纤维材料，其特征在于，所述高比表面的纳米碳纤维的比表面500-2000 m²/g。

3.根据权利要求2所述的一种用于抗菌的碳纤维材料，其特征在于，所述高比表面的纳米碳纤维的直径200-600 nm，长度5-50 um。

4.根据权利要求1所述的一种用于抗菌的碳纤维材料，其特征在于步骤（4）中还原气体是H₂、CO或CH₄中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种用于抗菌的碳纤维材料，其特征在于步骤（2）中，NaOH水溶液的浓度为2.0-5.0mol/L。