[发明专利]富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，将丙烯腈与碳质元素添加剂通过水相沉淀聚合形成碳质元素添加剂与聚丙烯腈复合的前体原料，将前体原料依次进行纺丝、热牵伸、预氧化、碳化、石墨化获得富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维；其特征是，所述碳质元素添加剂为富勒烯材料；

所述富勒烯材料包括富勒烯，富勒烯衍生物；

所述富勒烯材料的粒径在0.5～500nm之间；

富勒烯材料的添加量为丙烯腈质量的0.01～50wt％；

丙烯腈含量控制在总聚合体系质量的10～30wt％。

2.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，水相沉淀聚合中的引发剂为过硫酸盐与亚硫酸铵的混合物。

3.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，水相沉淀聚合的温度为40～80℃。

4.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，所述纺丝为静电纺丝；将前体原料溶于有机溶剂中配成纺丝原液，利用纺丝原液静电纺丝。

5.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，热牵伸的温度为100～150℃，牵伸倍数为1.5～4。

6.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，预氧化温度为150～300℃，预氧化时间30～120min。

7.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，碳化的温度为1000～1600℃，碳化时间为5～20min。

8.如权利要求1所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维的制备方法，其特征是，石墨化的温度为2000～3500℃，石墨化时间30～150s。

9.一种富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维，其特征是，由权利要求1～8任一所述的制备方法获得。

10.一种权利要求9所述的富勒烯掺杂高规整度的碳纳米纤维在作为储氢材料、高容量电极材料、高性能复合材料和/或燃料电池电极材料中的应用。