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专利号: 2016105119552
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于包括以下具体步骤:

1)以低分子热固性树脂作为前驱体,先将其配制成一定浓度的乙醇溶液,加入金属无机盐或有机盐再加入醇溶性高分子,搅拌至完全溶解。

2)以金属盐/树脂/高分子的乙醇溶液为纺丝液,进行静电纺丝,得到纳米纤维膜。

3)将所得纳米纤维膜在较低温度下进行固化一定时间,然后在惰性气氛中高温下热处理一段时间,经过酸洗得到三维石墨烯骨架中孔纳米炭纤维。

2.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于所用碳前躯体为低分子量热固性树脂,具体为甲阶酚醛树脂,醇溶性,分子量为500-1000。

3.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于前驱体纺丝液中须加入硝酸铁、硝酸镁、硝酸钴、氯化铁、醋酸铁、氯化镁、氯化铝、氯化钴、醋酸镍、醋酸钴中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于纺丝前驱体溶液必须加入醇溶性高分子,具体为聚乙烯吡咯烷酮。

5.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤1中高分子在溶液中的浓度为2.5-6wt%。

6.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤1中高分子与树脂质量比为:2∶1-1∶4。

7.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤1中无机盐与树脂的质量比为:4∶1-1∶1。

8.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤2中静电纺丝工艺参数为常规工艺参数。

9.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3中中固化温度为80-200℃,固化时间10-40h,炭化温度为1000-1400℃,升温速度为1-

5℃/min,保温2-5h,所用酸为稀的硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种高孔隙率中孔纳米石墨烯纤维的制备方法,其特征在于所得纤维直径为100-600nm,纤维骨架为石墨烯结构,孔率率大于70%,其中中孔率大于

80%,比表面积为100-1000m2/m。