[发明专利]生物质基柔性阻燃碳纳米纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质基柔性阻燃碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(a)将盐酸、苯胺和去离子水在不高于0℃条件下混匀，得到的混合溶液中盐酸的浓度为1mol/L；

(b)向步骤(a)得到的混合溶液中加入木质素和过硫酸铵溶液，苯胺和过硫酸铵的摩尔比为(0.5～1)：1，在氮气保护下聚合反应2～6h；

(c)将步骤(b)得到的混合溶液进行抽滤，固体产物用盐酸、丙酮洗涤；

(d)将步骤(c)得到的固体产物用去离子水反复冲洗、离心，再用去离子水超声分散，随后冷冻干燥得到苯胺改性木质素粉末；

(e)将苯胺改性木质素粉末溶解于溶剂后，加入磷酸，搅拌均匀，进行磷化改性，得磷化木质素溶液；

(f)向步骤(e)得到的磷化木质素溶液中加入醋酸纤维素，搅拌至溶液均匀无颗粒，得木质素/纤维素基纺丝液；

(g)将步骤(f)得到的木质素/纤维素基纺丝液进行静电纺丝得到前驱体纤维，随后依次进行预氧化处理、碳化处理，得生物质基柔性阻燃碳纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)中，木质素和溶剂的摩尔比为1：(8～12)，磷酸的质量为木质素质量的40％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)中，木质素为杨木，松木，芦苇，玉米秸秆或桉木。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)中，溶剂为N,N二甲基乙酰胺。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)中，磷化改性搅拌速率400～700rad/min，升温至30～60℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中，木质素和醋酸纤维素的质量比为(1～3)：(1～3)。

7.根据权利要求1中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中醋酸纤维素的密度为1.3g/cm³。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(g)中，预氧化处理的温度为200～240℃，碳化处理的温度为700～800℃。

9.一种权利要求1～8任一项所述制备方法制得的生物质基柔性阻燃碳纳米纤维。

10.一种权利要求1～8任一项所述制备方法制得的生物质基柔性阻燃碳纳米纤维在火灾报警器上的应用。