[发明专利]一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法

权利要求书

1.一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：通过氮掺杂石墨烯量子点对中间相沥青进行修饰，氮掺杂石墨烯量子点通过恒电位电解法制备，电压为1-5V，电解液为1-10mol/L的氨水溶液，电解体系的阳极是高纯石墨棒，阴极为Pt电极，电流强度为0.05-0.2mA，电解时间为1-3h，电解后通过10nm微孔过滤膜过滤，得到滤液，干燥，经过去离子水水洗、真空干燥得到氮掺杂石墨烯量子点的固体，氮掺杂石墨烯量子点粒径为2-10nm；利用喹啉分散氮掺杂石墨烯量子点，喹啉中氮掺杂石墨烯量子点浓度为0.1-5g/L，利用超声搅拌0.5-2h在真空条件下混合均匀；随后和中间相沥青在280-350ºC混合惰性气氛下搅拌1-5h后进行纺丝，通过熔融纺丝纺成直径10-20µm的中间相沥青纤维，纺丝温度为280-350ºC；纺丝后进行预氧化处理：中间相沥青纤维在氧化气氛下由室温升温至240-300ºC，进行预氧化处理，氧化增重3%-8%，升温速率0.5-3ºC/min；预氧化后进行炭化处理，在惰性气氛下，升温至500-700ºC进行低温炭化处理，升温速率5-15ºC/min；炭化后进行石墨化处理，石墨化工艺为在氮气气氛下，进行2400-2800ºC连续石墨化处理，牵伸比为1.01-1.12，石墨纤维的走丝速度为1-10m/min，得到中间相沥青基石墨纤维。

2.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：所述的中间相沥青是由石油焦油、煤焦油或合成化工得到，中间相的含量≥98%，灰分≤100ppm，软化点为240-300ºC。

3.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：氮掺杂石墨烯量子点粒径为5-10nm。

4.根据权利要求1或者3所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：氮掺杂石墨烯量子点粒径为6-10nm。

5.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：纺丝后进行预氧化处理中，氧化气氛为空气、氧气或二者的混合气体。

6.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：预氧化后的炭化处理中，惰性气氛为氮气或氩气。

7.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于：进行预氧化处理，氧化增重4%-8%。

8.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于进行2400-2800ºC连续石墨化处理，牵伸比为1.01-1.10。

9.根据权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法，其特征在于石墨纤维的走丝速度为2-10m/min，得到中间相沥青基石墨纤维。