1.一种源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于该方法由以下步骤组成:
(1)将木材用乙醇和去离子水清洗干净后烘干,在氮气气氛中升温至700~900 °C,碳化处理2~5小时,降至室温,用乙醇和去离子水超声清洗并干燥,得到碳化木材;
(2)将步骤(1)得到的碳化木材浸渍于0.01~1 mol/L的Fe(NO3)3水溶液中,在70~90 °C下回流10~15小时,得到浸渍有Fe(NO3)3的碳化木材;
(3)将步骤(2)得到的浸渍有Fe(NO3)3的碳化木材在氮气气氛中升温至700~900 °C,恒温20~60分钟,然后通入乙腈气体,继续恒温20~60分钟,在碳化木材上原位生长碳纳米管,得到碳化木材/碳纳米管复合材料;
(4)将步骤(3)得到的碳化木材/碳纳米管复合材料置于混酸溶液中,在真空环境中常温浸泡4~8小时,所述混酸溶液由硝酸、硫酸和去离子水组成,其中HNO3的质量分数为2%~
8%、H2SO4的质量分数为10%~20%,然后将产物依次用乙醇和去离子水清洗至pH中性,干燥后得到碳化木材/螺旋状碳纳米管复合材料。
2.根据权利要求1所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(1)中,将木材用乙醇和去离子水清洗干净后烘干,在氮气气氛中升温至800 °C,碳化处理3小时。
3.根据权利要求1所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(2)中,将步骤(1)得到的碳化木材浸渍于0.01~1 mol/L 的Fe(NO3)3水溶液中,在80 °C下回流12小时。
4.根据权利要求3所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述的Fe(NO3)3水溶液的浓度为0.05 mol/L。
5.根据权利要求1所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(3)中,将步骤(2)得到的浸渍有Fe(NO3)3的碳化木材在氮气气氛中升温至800 °C,恒温30分钟,然后通入乙腈气体,继续恒温30分钟。
6.根据权利要求1所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(4)中,将步骤(3)得到的碳化木材/碳纳米管复合材料置于混酸溶液中,在真空环境中常温浸泡6小时。
7.根据权利要求6所述的源于木材的多孔碳上生长螺旋状碳纳米管的方法,其特征在于:在步骤(4)中,所述混酸溶液由硝酸、硫酸和去离子水组成,其中HNO3质量百分数为6%、H2SO4质量百分数为18%。