[发明专利]用硝酸蒸气对碳纳米纤维进行改性和官能化的高效气相方法

权利要求书

1. 官能化碳纤维(1)的方法，其中

a)将碳纤维(1)放在具有入口(3)和出口(4)的反应器(2)中，

b)将反应器(2)加热到125-500℃范围内的温度，

c)将硝酸(5)的蒸气导过反应器(2)，和

d)随后干燥处理过的碳纤维(1)。

2. 根据权利要求1所述的方法，特征在于碳纳米纤维、特别是外径在3-500nm范围内的碳纳米纤维被用作碳纤维(1)。

3. 根据权利要求1所述的方法，特征在于BET表面积在10-500m²/g、特别是20-200m²/g范围内的碳纤维被用作碳纤维(1)。

4. 根据权利要求1所述的方法，特征在于在反应器出口(4)后提供冷凝器(6)，冷凝器的冷凝物出口(7)通过回线(8)连接到硝酸的存储容器(9)。

5. 根据权利要求4所述的方法，特征在于特别是使用油浴(10)加热的玻璃烧瓶被用作硝酸的存储容器(9)。

6. 根据权利要求1所述的方法，特征在于在步骤(b)之后，使反应器(2)保持在所述温度以3-20小时、特别是5-15小时范围内的一段时间。

7. 根据权利要求1所述的方法，特征在于步骤(c)进行在0.5-4小时范围内的一段时间且与其独立地在80-150℃范围内的温度下进行。

8. 碳纤维，特征在于氧原子与碳原子之比大于0.18，其中所述氧原子与碳原子之比是由使用XPS测量的原子表面浓度推算的。

9. 碳纤维，特征在于其每g化学键合形式的碳包含超过350μmol的羧酸基团。

10. 根据权利要求9所述的碳纤维，特征在于其每g化学键合形式的碳包含总计超过400μmol的羧酸基团和羧酸酐基团。

11. 根据权利要求9或10所述的碳纤维，特征在于其在TPD分析以CO₂的形式除去超过45%的化学键合氧。

12. 根据权利要求8所述的碳纤维，特征在于所述纤维的平均直径为3-500nm，且长度与直径之比为至少5:1。

13. 根据权利要求8-12之一所述的碳纤维，可通过根据权利要求1所述的方法获得。

14. 根据权利要求8-13之一所述的碳纤维在复合材料中、能量存储器中、作为传感器、作为吸附剂、作为非均相催化剂的载体或作为催化活性物质的应用。