[发明专利]一种螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料，其特征在于，所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料包括螺旋碳纳米纤维和负载在所述螺旋纳米碳纤维表面的氧化锌粒子，所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料中氧化锌粒子的负载量为40～60wt％；

所述螺旋碳纳米纤维为实心结构；

所述螺旋纳米碳纤维的直径为60～90nm；

所述的螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将螺旋纳米碳纤维进行热处理，得到热处理螺旋纳米碳纤维；

将醋酸锌水溶液与有机溶剂混合，在150～200℃反应至混合溶液出现乳白色，将所得乳白色悬浊液冷却后静置，得到氧化锌溶胶；

将所述热处理螺旋纳米碳纤维与氧化锌溶胶混合，进行吸附反应，得到所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子复合材料。

2.根据权利要求1所述的螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将螺旋纳米碳纤维进行热处理，得到热处理螺旋纳米碳纤维；

将醋酸锌水溶液与有机溶剂混合，在150～200℃反应至混合溶液出现乳白色，将所得乳白色悬浊液冷却后静置，得到氧化锌溶胶；

将所述热处理螺旋纳米碳纤维与氧化锌溶胶混合，进行吸附反应，得到所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为1000～1600℃，保温时间为2～4h；所述热处理在真空条件下进行。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括一缩二乙二醇或三乙二醇。

5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸锌水溶液中的醋酸锌与有机溶剂的用量比为0.005～0.02mol：125～750mL。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理螺旋纳米碳纤维与醋酸锌水溶液中的醋酸锌的用量比为0.5g：0.005～0.02mol。

7.根据权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，所述吸附反应的温度为150～200℃，时间为20～60min。

8.权利要求1所述的螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料或权利要求2～7任一项所述的制备方法得到的螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料作为补强填料在橡胶领域中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料与炭黑配合使用；所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子复合材料与炭黑的质量比为0.5～1.0：24～24.5。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子复合材料与橡胶原料的质量比为0.5～1.0：50。