[发明专利]整体型纳米碳纤维复合多孔材料及其制备方法

权利要求书

1.一种整体型纳米碳纤维复合多孔材料，其特征在于，由碳纤维毡基体、碳纤维毡基体上涂覆的碳涂层和碳涂层中的纳米碳纤维组成；

以碳纤维毡基体重量为基准，碳涂层的重量为基体重量的0.05～5倍；

纳米碳纤维的重量为基体重量的0.1～10倍。

2.根据权利要求1所述的整体型纳米碳纤维复合多孔材料，其特征在于，以碳纤维毡基体重量为基准，碳涂层的重量为基体重量的0.1～3倍，纳米碳纤维的重量为基体重量的0.2～8倍。

3.制备权利要求1或2所述的整体型纳米碳纤维复合多孔材料的方法，包括如下步骤：

(1)将碳纤维毡浸泡在含有金属盐的酚醛树脂-乙醇溶液中，取出，除去多余溶液，再在50℃～200℃的温度下，于空气中加热0.5～20h，获得涂覆有金属盐和酚醛树脂的碳纤维毡；

所说的含有金属盐的酚醛树脂-乙醇溶液中，金属盐的重量浓度为0.02％～10％，酚醛树脂与乙醇的重量配比为1∶0.2～1∶10；

金属盐包括过渡金属的可溶性硝酸盐、卤素盐、碳酸盐或硫酸盐；

(2)将步骤(1)得到的涂覆有金属盐和酚醛树脂的碳纤维毡放置在H₂气的体积浓度为5～95％的Ar气或N₂气中，Ar气或N₂气为载气，升温至500℃～900℃并保持1～6h，进行酚醛树脂的碳化，随后切换通入含碳气体，在500℃～900℃温度下，进行纳米碳纤维在酚醛树脂碳化物中的催化生长反应，生长时间为0.5～20h，最后得到整体型纳米碳纤维复合多孔材料；

含碳气体选自H₂与一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯或丙烯气体中的一种以上的混合物，其中，H₂的体积浓度为10～90％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将碳纤维毡浸泡在含有金属盐的酚醛树脂-乙醇溶液中0:5～5h。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，金属盐为铁、钴、镍或铜的可溶性硝酸盐、卤素盐、碳酸盐或硫酸盐。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，碳纤维毡与含有金属盐的酚醛树脂-乙醇溶液的重量比例为：1∶5～1∶500。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，碳纤维毡的宏观形状采用矩形或圆形，厚度为5～10mm。