[发明专利]一种碳纳米纤维的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米纤维的制备方法，该制备方法以聚丙烯腈溶液，或者丙烯 腈共聚物溶液或熔体为原料，采用静电纺丝或气流喷射的方法制成纳米纤维， 然后将纳米纤维制成碳纳米纤维，其特征在于碳纳米纤维再经酸化处理，或电 化学处理，制备成含氧和/或含氮官能团的碳纳米纤维；所述纳米纤维的直径 在1μm以下，实心结构；制成纳米纤维后经5～10倍的高倍拉伸、空气预氧 化、惰性气氛中碳化、石墨化处理后，制成碳纳米纤维，所得碳纳米纤维的直 径在300nm以下；

所述的丙烯腈共聚物是指丙烯腈与丙烯酸甲酯、甲叉丁二酸或醋酸乙烯酯 单体的共聚物，共聚物中丙烯腈的摩尔百分含量为80～99％，丙烯腈共聚物溶 液中共聚物单体的摩尔百分含量为1～20％；

所述的酸化处理工艺是：将碳纳米纤维在质量浓度30～68％的硝酸溶液中， 于10～50℃温度下处理1～10小时，然后以去离子水清洗、干燥后，即得到含 有羧基官能团的碳纳米纤维；

所述的电化学处理工艺是：将碳纳米纤维放在质量百分浓度为1～20％、 温度10～50℃的硝酸或磷酸溶液中，以10～100A/m²的表观电流密度处理碳纳 米纤维1～120分钟，即得到含有羧基官能团的碳纳米纤维；或将碳纳米纤维放 在质量百分比浓度为1～20％、温度10～50℃的电解质溶液碳酸铵或碳酸氢铵 中，以碳纳米纤维作阳极，浸在电解质溶液中的碳电极充当阴极，以1～10A/m²的表观电流密度处理碳纳米纤维1～20分钟，之后水洗至碳纳米纤维表面pH 值为中性，干燥后，即得到含有氨基官能团的碳纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的碳纳米纤维制备方法制得的含氧和/或含氮官 能团的碳纳米纤维。

3.以权利要求2所述的碳纳米纤维制备的复合材料。