[发明专利]一种在碳纤维表面沉积螺旋碳纳米管的制备方法及应用

权利要求书

1.一种在碳纤维表面沉积螺旋碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：制备酒石酸铜沉淀；

步骤2：对碳纤维进行预处理；

步骤3：将碳纤维浸渍于酒石酸铜沉淀的悬浮液中；

步骤4：将浸渍后的碳纤维放置于CVD炉中，在真空状态下加热至240-260℃，保温后通入碳源，沉积一段时间即可；

步骤1中，酒石酸铜沉淀的制备方法为：将氯化铜水溶液在搅拌下缓慢加入至酒石酸钾钠水溶液中，即制得；氯化铜水溶液和酒石酸钾钠水溶液的浓度为0.05M-0.15M，搅拌时间为20-40min；

步骤2中对碳纤维的预处理过程为：将碳纤维放置于立式CVD炉中，在氮气氛围下，以11-18℃/min的升温速率加热到400-500℃保温，去除纤维表面的上浆剂，降至室温后取出；保温时间为1.5h；

步骤4中，在真空中的升温速率为2-7℃/min；保温时间为20-35min；所述碳源为乙烯或者乙炔；所述碳源的流量为8-13 L/min；所述沉积时间为3-10min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，氯化铜水溶液和酒石酸钾钠水溶液的浓度为0.1M，搅拌时间为30min；

步骤2中对碳纤维的预处理过程为：升温速率为15℃/min，加热温度为450℃，

步骤4中，在真空中的升温速率为5℃/min；保温时间为30min；所述碳源为乙烯；所述碳源的流量为10 L/min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中还涉及酒石酸铜沉淀的后处理过程，即利用无水乙醇洗涤2-4次，随后在烘箱中干燥；所述干燥温度为90-110℃；所述干燥时间为45min-80min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为100℃；所述干燥时间为1h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中悬浮液的制备方法为：将酒石酸铜沉淀分散至无水乙醇中得到悬浮液，浸泡后取出自然晾干。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酒石酸铜沉淀的质量为0.15-0.3g；所述无水乙醇的体积为350-600mL；浸泡时间为7-15min。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述酒石酸铜沉淀的质量为0.2g；所述无水乙醇的体积为500mL；浸泡时间为10min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中还包括关闭碳源后将炉内剩余气体抽出，在真空状态下冷却至室温，取出样品。

9.权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的碳纳米管，其特征在于，所述碳纳米管具有DNA双螺旋结构。

10.权利要求9所述碳纳米管在制备航空航天装备、汽车船舶、武器装备与民用基础设施中的应用。