[发明专利]一种六枝结构碳纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于利用水热法及后续热处理制备铜/无定形碳催化剂前驱体，然后再通过化学气相沉积法得到了一种六枝结构碳纤维，其制备步骤如下：将氯化铜溶解于聚丙烯酰胺溶液(5％，质量比)中，然后加入适量间苯二酚、甲醛(37％‑40％，质量比)、柠檬酸钠和盐酸并搅拌均匀。将上述溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，利用高压釜中密封，置于一定温度的烘箱中保温一定时间，得到了氯化铜/交联聚丙烯酰胺复合产物并冷冻干燥。将冷冻干燥后的样品在氮气气氛下800℃条件下热处理，得到了催化剂前驱体。利用催化剂前驱体，以氢气和乙炔作为热处理气体和碳源气体，利用化学气相沉积法制备得到了六枝结构碳纤维。

主权项

1.一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于首先利用水热法及后续热处理制备得到催化剂前驱体，然后通过化学气相沉积法制备得到了一种六枝结构碳纤维，其制备方法主要包括如下步骤：(1)将适量氯化铜和柠檬酸钠溶解于去离子水中并搅拌均匀，再加入一定量的聚丙烯酰胺溶液(5％，质量比)、间苯二酚、甲醛(37％‑40％，质量比)和盐酸(3M，摩尔比)，在室温下搅拌2小时后得到均匀溶液；(2)将上述均匀溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，并密封于高压釜中，将其放入已升至设定温度的烘箱中保温一定时间，反应结束后自然冷却至室温，得到了氯化铜/交联聚丙烯酰胺复合物，随后对其进行‑40℃条件下的冷冻干燥；(3)将冷冻干燥后的样品置于管式炉中，通氮气30min以排除管中空气，其流速为100mL/min，然后以1℃/min的升温速率升温至800℃时保持2h，氮气流速为50mL/min，反应结束后，自然冷却至室温后收集产物，得到了催化剂前驱体；(4)将载有催化剂前驱体的瓷舟置于管式炉中并抽真空，然后通入氢气至大气压，升温至一定温度后保持一定时间，随后将氢气抽掉，通入乙炔气体至大气压并保持一定反应时间，反应结束后，自然冷却至室温，取出最终目标产物。