[发明专利]碳纳米纤维无纺布的制备方法、碳纳米纤维无纺布及碳纳米纤维

权利要求书

1.一种碳纳米纤维无纺布的制备方法，包括：

不相容性聚合物溶液的制备工序，其制备如下不相容性聚合物溶液：所述不相容性聚合物溶液在溶剂中溶解有第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物能够在非氧化气氛下通过热处理进行碳化，所述第二聚合物具有与所述第一聚合物不相混的性质且通过用于碳化所述第一聚合物的热处理进行热分解，并且包含所述第一聚合物的相形成非连续相，包含所述第二聚合物的相形成连续相；

复合纳米纤维无纺布的制备工序，其通过静电纺丝法由所述不相容性聚合物溶液制备复合纳米纤维无纺布，所述复合纳米纤维无纺布由复合纳米纤维的集合体构成，所述复合纳米纤维在由所述第二聚合物构成的纳米纤维外壳的内部沿着所述纳米纤维外壳的长度方向延伸排列有多个由所述第一聚合物构成的纳米纤维芯；

碳纳米纤维无纺布的制备工序，其通过对所述复合纳米纤维无纺布实施用于碳化所述第一聚合物的热处理，从而热分解所述第二聚合物的同时碳化所述第一聚合物，以制备由来自所述第一聚合物的碳构成的碳纳米纤维无纺布，

所述第一聚合物由聚丙烯腈、酚醛树脂、纤维素系聚合物、聚酰亚胺及聚苄基咪唑中的任一种构成，所述第二聚合物由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸及聚已内酯中的任一种构成。

2.根据权利要求1所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，

在所述不相容性聚合物溶液的制备工序中，以聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯的总重量中聚丙烯腈所占重量比为15％～35％范围内的条件制备不相容性聚合物溶液。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，

在所述不相容性聚合物溶液的制备工序中，制备构成所述非连续相的液滴的平均直径在30μm～500μm范围内的不相容性聚合物溶液，

在所述复合纳米纤维无纺布的制备工序中，制备所述纳米纤维外壳的平均直径在60nm～2000nm范围内、所述纳米纤维芯的平均直径在10nm～200nm范围内的复合纳米纤维无纺布，

在所述碳纳米纤维无纺布的制备工序中，制备所述碳纳米纤维的平均直径在5nm～100nm范围内的碳纳米纤维无纺布。

4.根据权利要求1或2所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，

在所述复合纳米纤维无纺布的制备工序和所述碳纳米纤维无纺布的制备工序之间进一步包括纤维结构稳定化处理工序，在所述纤维结构稳定化处理工序中，以200℃～400℃范围内的温度加热所述复合纳米纤维无纺布而使纤维结构稳定。

5.根据权利要求1或2所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，

在所述复合纳米纤维无纺布的制备工序中，使用将由动物组织加工物构成的纳米粒子分散于所述不相容性聚合物溶液而成的不相容性聚合物溶液制备所述复合纳米纤维无纺布，所述动物组织加工物能够从以角蛋白为主成分的动物组织中去除可被水溶出的成分及可被有机溶剂溶出的成分而获得。

6.根据权利要求5所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子的平均直径在1nm～60nm范围内。

7.根据权利要求5所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法，其特征在于，所述动物组织为人的头发。

8.一种碳纳米纤维无纺布，其特征在于，是由权利要求1～7中的任一项所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法制备的碳纳米纤维无纺布，

并且由平均直径在5nm～100nm范围内的碳纳米纤维的集合体构成。

9.一种碳纳米纤维无纺布，其是由权利要求5～7中的任一项所述的碳纳米纤维无纺布的制备方法制备的碳纳米纤维无纺布，

构成所述碳纳米纤维无纺布的碳纳米纤维的平均直径在5nm～100nm范围内，并且在所述碳纳米纤维的表面或内部存在平均直径在1nm～60nm范围内的孔。

10.根据权利要求9所述的碳纳米纤维无纺布，其特征在于，所述孔与所述碳纳米纤维的外侧空间连通。