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专利号: 2016105121124
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:

1.一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法,其特征在于其制备过程包括以下具体步骤:(1)将水溶性金属盐或金属氧化物的纳米颗粒配制成水溶液或者悬浮液,高速搅拌下在一定温度下加入水溶性高分子,配制成溶液或分散均匀的悬浮液;(2)将所得纺丝液进行静电纺丝,得到有机无机复合纳米纤维;

(3)将所得复合纳米纤维在惰性气氛下进行高温处理,去除后进行酸洗得到具有石墨烯骨架结构的多孔纳米纤维;

所述步骤(1)中高分子溶解的温度为60-100℃,搅拌2-5小时,金属氧化物纳米颗粒的尺寸为10-50nm;

所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为:电压10-30kV,距离为10-20cm,环境温度为25-30℃,湿度为30-60%,纺丝之前纺丝液需静置2-10h;

所述步骤(3)中惰性气氛为氩气或氦气或氩气/氢气混合气或氦气/氩气混合气或氨气,处理温度为800-1500℃,处理时间1-5h,所用酸为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸的稀溶液或其混合酸;

其中,水溶性高分子与水的比例为:3∶97-12∶88,金属盐与高分子的质量比例为:3∶1-1∶1,金属氧化物与高分子的质量比例为:4∶1-1∶1,所得纤维直径为100-600nm,纤维具有多孔结构,骨架为发育较好的若干层石墨烯结构,孔隙率达到50-90%,比表面积达到100-

800m2/g,中孔率大于60%。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法,其特征在于水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法,其特征在于聚乙烯醇为聚合度大于1700的水溶性聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮分子量为50000-2000000、聚氧化乙烯分子量为100000-200000。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法,其特征在于水溶性金属盐为柠檬酸铁、硝酸铁、硝酸镁、硝酸锌、硝酸镍、硝酸钴、氯化镁、氯化钙、氯化铁其中一种; 金属氧化物为氧化铁、四氧化三铁、氧化镍、氧化钴、氧化镁、氧化锌、氧化钙中一种。