[发明专利]可调控碳纤维材料孔径及孔隙率的制备方法及碳纤维材料

摘要

本发明公开了一种可调控碳纤维材料孔径及孔隙率的制备方法及碳纤维材料，该制备方法包括以下步骤采用静电纺丝技术制备SiO2‑聚丙烯腈纤维；将SiO2‑聚丙烯腈纤维浸泡于氢氟酸溶液中将SiO2‑聚丙烯腈纤维中的SiO2除去，接着用无水乙醇和去离子水清洗；然后在空气气氛下于温度150～400℃下预氧化1～6h，随后在惰性气体气氛下于温度600～1500℃下碳化0.5～8h，冷却后即得到所述的碳纤维材料。本发明的制备方法通过调节SiO2微球的粒径及质量分数，从而获得调控碳纤维材料的孔径大小和孔隙率；制备方法简单，操作方法易行。

主权项

一种可调控碳纤维材料孔径及孔隙率的制备方法，其特征在于包括以下步骤：采用静电纺丝技术制备SiO2‑聚丙烯腈纤维；将SiO2‑聚丙烯腈纤维浸泡于氢氟酸溶液中将SiO2‑聚丙烯腈纤维中的SiO2除去，接着用无水乙醇和去离子水清洗；然后在空气气氛下于温度150～400℃下预氧化1～6h，随后在惰性气体气氛下于温度600～1500℃下碳化0.5～8h，冷却后即得到所述的碳纤维材料；或，采用静电纺丝技术制备SiO2‑聚丙烯腈纤维；然后在空气气氛下于温度150～400℃下预氧化1～6h，随后在惰性气体气氛下于温度600～1500℃下碳化0.5～8h；接着将碳化后的材料浸泡于氢氟酸溶液中将SiO2除去，接着用无水乙醇和去离子水清洗，干燥后即得到所述的碳纤维材料；所述的采用静电纺丝技术制备SiO2‑聚丙烯腈纤维的步骤如下：聚丙烯腈与SiO2微球溶于溶剂中磁力搅拌3～8h后，采用静电纺丝技术制备得到含有0.5～35％、直径为10～400nm的SiO2微球的SiO2‑聚丙烯腈纤维；所述的静电纺丝的工艺参数如下：电压15～20kV，推送速度为1～2mL/h，针尖距接收器的距离为10～15cm，接收器为铜箔；所述的聚丙烯腈分子量为10000～500000。