[发明专利]一种木质素基纳米碳纤维及其制备方法、碳纤维电极

权利要求书

1.一种木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石墨烯材料和聚乙烯醇的混合溶液与木质素碱溶液混合得到纺丝液，将所述纺丝液纺丝后得到木质素纤维膜；

(2)将得到的木质素纤维膜固化；

(3)将固化后的木质素纤维膜炭化；

所述石墨烯材料包括石墨烯、生物质石墨烯、氧化石墨烯及其它们的片层结构的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中石墨烯材料的含量占木质素重量的0.1－1％。

3.根据权利要求1所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝液的粘度为900－1200mPa·s。

4.根据权利要求3所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，用蒸馏水和聚乙烯醇调节所述纺丝液的粘度至900－1200mPa·s。

5.根据权利要求1所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝对所述纺丝液进行纺丝。

6.根据权利要求5所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝条件为：电压15－25kV、纺丝距离15－25cm、纺丝温度20－40℃、纺丝湿度30－50％，纺丝液的推进速率1－3ml/h。

7.根据权利要求1－6中任一项所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨烯材料和聚乙烯醇的混合溶液中所述石墨烯材料与所述聚乙烯醇的重量比1：(150－180)。

8.根据权利要求7所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，所述木质素碱溶液中木质素与碱的重量比为1：(0.5－4)。

9.根据权利要求8所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，固化温度为90－120℃，固化时间0.5－1.5h。

10.根据权利要求9所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，炭化温度为750－850℃，保温1.5－2.5h。

11.根据权利要求10所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，升温至所述炭化温度的升温速率为2－5℃/min。

12.一种木质素基纳米碳纤维，其特征在于，其是根据权利要求1－11任一项所述的木质素基纳米碳纤维的制备方法制备而成的。

13.一种碳纤维电极，其特征在于，制备所述碳纤维电极的原料包括权利要求12所述的木质素基纳米碳纤维。