[发明专利]一种二维全解水纳米碳纤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二维全解水纳米碳纤材料，其特征在于，其制备原料包含：聚丙烯腈、溶剂、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮镍、醇类、抗坏血酸和溴化钠溶液；

所述聚丙烯腈和溶剂的重量比为12~18:82~88；

所述乙酰丙酮铜、乙酰丙酮镍、醇类、抗坏血酸和溴化钠溶液的摩尔体积比为0.02~0.04mmol：0.02~0.04mmol：3~5mL：0.06~0.1mmol：8~12mL；

所述聚丙烯腈和乙酰丙酮铜的用量比为12~18g：0.02~0.04mmol；

所述的二维全解水纳米碳纤材料的制备方法，包括如下步骤：

1）将聚丙烯腈和溶剂混合后进行静电纺丝，得到前驱体；

2）对前驱体进行煅烧处理，得到碳纳米管；

3）将碳纳米管、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮镍、醇类、抗坏血酸和溴化钠溶液混合后进行水热反应，得到二维全解水纳米碳纤材料。

2.根据权利要求1所述的二维全解水纳米碳纤材料，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺溶液、二甲基亚砜溶液、丙二醇或甲醇；所述溴化钠溶液的摩尔浓度为0.2~1mol/L。

3.根据权利要求1或2所述的二维全解水纳米碳纤材料，其特征在于，所述醇类为甲醇、乙醇或丙醇；所述醇类的质量浓度为30~60%。

4.权利要求1~3任意一项所述的二维全解水纳米碳纤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将聚丙烯腈和溶剂混合后进行静电纺丝，得到前驱体；

2）对前驱体进行煅烧处理，得到碳纳米管；

3）将碳纳米管、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮镍、醇类、抗坏血酸和溴化钠溶液混合后进行水热反应，得到二维全解水纳米碳纤材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）所述静电纺丝的电压为15~17kV，距离为17~22cm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述煅烧处理为顺次进行预氧化处理和炭化处理；

所述预氧化处理的温度为235~265℃，时间为0.5~1.5h；

所述炭化处理的温度为670~730℃，时间为0.5~1.5h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，升温至所述预氧化处理温度为先升温至190~210℃，再升温至235~265℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，升温至所述预氧化处理温度的升温速率为0.8~3.2℃/min；升温至炭化处理温度的升温速率为0.5~1.5℃/min；升温至炭化处理温度的过程和炭化处理在惰性气氛下进行。

9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述水热反应的温度为150~170℃，时间为3~5h。