[发明专利]一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，所述制备方法包括：1)将聚合物溶于有机溶剂中，再加入尿素制备纺丝液；2)静电纺丝制备纳米纤维前驱体；3)对步骤2)中所得的纤维前驱体在空气中干燥后，浸入苯胺/盐酸溶液中，随后逐滴滴加过硫酸铵的盐酸溶液，保温反应；4)预氧化；5)管式炉中煅烧，得到氮掺杂的木质素基碳纤维。本发明所用碱木质素为原料，来源广泛，绿色环保，生产成本低。采用尿素和聚苯胺作为氮源，提高了碳纤维氮含量，同时氮分布均一，可有效地提高碳纤维电化学性能。

主权项

1.一种氮掺杂的木质素基碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将聚合物溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)有机溶剂中，充分搅拌，配成质量分数为13％～15％的均一溶液，将尿素加入制备的聚合物溶液中，继续搅拌完全溶解，即得纺丝液；2)设置静电纺丝电压为10-18kv，接收距离10-18cm，推进速率0.3ml/h-1.0ml/h，用锡箔纸收集高压静电纺丝制得的纳米纤维前驱体；3)对步骤2)中所得的纤维前驱体在空气中干燥后，浸入苯胺/盐酸溶液中10-24h，其中苯胺的质量分数为0.1％，随后逐滴滴加含有质量分数为2.5g/L的过硫酸铵的盐酸溶液40ml，并保持温度在0～4℃，3-5h；4)对步骤3)所得的纳米纤维经去离子水洗数次后，置于60℃干燥箱中干燥12h后，将其置于管式炉中空气气氛下260℃预氧化1h；5)将步骤4)所得氧化后的纤维置于管式炉的惰性氮气气氛下煅烧，煅烧温度为800～900℃，煅烧时间1-3h，得到氮掺杂的木质素基碳纤维。