[发明专利]大比表面积高强度柔性静电纺丝炭纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及静电纺丝技术领域，是一种大比表面积高强度柔性静电纺丝炭纤维及其制备方法，前者按照下述方法得到：将炭量子点与聚丙烯腈混合，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，得到纤维，将纤维预氧化后进行炭化，向得到的炭纤维中加入氢氧化钾并活化，得到活化纤维，用盐酸中和除去活化纤维中多余的氢氧化钾和无机盐离子后，清洗、自然风干得到大比表面积高强度柔性静电纺丝炭纤维。本发明由于炭量子点表面丰富的含氧官能团，使其能均匀地分散在在聚丙烯腈基底中，得到的炭纤维经过活化造孔后仍然保持原有的纳米结构和高机械强度、高柔性的特点，并且获得巨大的比表面积。本发明工艺简单，成本低，适合大工业化生产。

主权项

1.一种大比表面积高强度柔性静电纺丝炭纤维，其特征在于按照下述方法制备得到：第一步，将聚丙烯腈溶于N‑N,二甲基甲酰胺中配制质量百分浓度为5%至10%的纺丝液，再将具有含氧官能团、小尺寸的炭量子点与聚丙烯腈按照1：0.1至2的比例加入纺丝液中，通过超声和搅拌使其完全分散；第二步，将纺丝液在纺丝温度为10℃至70℃的条件下进行静电纺丝得到纤维；第三步，将纤维在温度为180℃至300℃的条件下进行预氧化0.5h至10h，得到预氧化纤维；第四步，将预氧化纤维在氮气中升温至温度为500℃至1500℃，进行炭化1h至5h，得到炭纤维；第五步，向炭纤维中加入所需量的氢氧化钾并在氮气中升温至温度为500℃至1000℃，进行活化1h至5h，得到活化炭纤维，其中，炭纤维与氢氧化钾的加入质量比为1:0.1至10；第六步，用盐酸中和除去活化炭纤维中多余的氢氧化钾和无机盐离子后，用蒸馏水清洗活化炭纤维至清洗液为中性，自然风干得到大比表面积高强度柔性静电纺丝炭纤维。