[发明专利]制备连续碳纳米管复合纤维的方法

摘要

本发明公开了一种制备连续碳纳米管复合纤维的方法，步骤为：将乙醇、二茂铁、噻吩和水的混合溶液通过微量注射泵注入载气气流中，经喷嘴导入石英管中，在900~1600℃高温条件下进行反应，反应制备连续碳纳米管纤维，在线浸渍钛酸丁酯、PVA水溶液、环氧树脂溶液、PVB酒精溶液、纳米硅水分散液等复合液制备连续碳纳米管复合纤维。本发明实现了一步合成连续碳管纳米复合纤维，操作简便，适宜大规模工业化生产。

主权项

一种制备连续碳纳米管复合纤维的方法，具有如下步骤：（1）将碳源、催化剂、和促进剂的混合水溶液用微量注射泵注入载气气流中，碳源、催化剂、和促进剂与水的质量百分比组成为：80~96%、1.0~3.0%、1.0~3.0%、1.0~16.0%；所述碳源为碳氢气体、含碳有机物或者混合碳源，碳源占反应物的质量百分比含量为80~96%；所述碳氢气体为甲烷、乙烯或者乙炔；所述碳氢有机物包括乙醇、丙酮、乙二醇、乙醚、苯或者二甲苯及其任意混合；所述混合碳源为甲烷与甲醇或者乙烯与甲醇；所述的催化剂为二茂铁、氯化铁、硫化铁、硫酸铁、草酸镍或者草酸钴，催化剂占反应物的质量百分比含量为0.05~10%；所述的促进剂为水、噻吩或者醋酸钼，促进剂占反应物的质量百分比含量为0.02~20%；所述载气为氩气、氢气、氮气和氦气，载气流量为50~4000ml/min；所述混合水溶液的注入速率为2~50ml/h；（2）步骤（1）的载气和混合水溶液液经喷嘴导入立式反应器装置中进行反应，反应生成连续的碳纳米管纤维；反应器的反应温度为900~1600℃；（3）步骤（2）的连续碳纳米管纤维出反应区后在线浸渍复合液，制备连续碳纳米管复合纤维；所述浸渍复合液为钛酸丁酯、PVA水溶液、环氧树脂溶液、PVB酒精溶液或者纳米硅水分散液；（4）在线干燥，得到连续碳纳米管复合纤维。