[发明专利]一种碳纳米纤维的制备方法

摘要

本发明涉及碳纳米纤维的制备方法，该制备方法以聚丙烯腈溶液，或者丙烯腈共聚物溶液或熔体为原料，采用静电纺丝或气流喷射的方法制成纳米纤维，然后将纳米纤维制成碳纳米纤维，其特征在于碳纳米纤维再经酸化处理，或电化学处理，制备成含氧和/或含氮官能团的碳纳米纤维；酸化处理工艺是：将碳纳米纤维在质量浓度30～68％的硝酸溶液中，10～50℃下处理1～10小时，去离子水清洗干燥后，即得到含有羧基官能团的碳纳米纤维；电化学处理工艺是：将碳纳米纤维放在质量百分浓度为1～20％、10～50℃的硝酸或磷酸溶液中，或者碳酸铵或碳酸氢铵中，以10～100A/m2的表观电流密度处理1～120分钟，即得到含有羧基或氨基官能团的碳纳米纤维。

主权项

一种碳纳米纤维的制备方法，该制备方法以聚丙烯腈溶液，或者丙烯腈共聚物溶液或熔体为原料，采用静电纺丝或气流喷射的方法制成纳米纤维，然后将纳米纤维制成碳纳米纤维，其特征在于碳纳米纤维再经酸化处理，或电化学处理，制备成含氧和/或含氮官能团的碳纳米纤维；所述的丙烯腈共聚物是指丙烯腈与丙烯酸甲酯、甲叉丁二酸或醋酸乙烯酯单体的共聚物，共聚物中丙烯腈的摩尔百分含量为80～99％，丙烯腈共聚物溶液中共聚物单体的摩尔百分含量为1～20％；所述的酸化处理工艺是：将碳纳米纤维在质量浓度30～68％的硝酸溶液中，于10～50℃温度下处理1～10小时，然后以去离子水清洗、干燥后，即得到含有羧基官能团的碳纳米纤维；所述的电化学处理工艺是：将碳纳米纤维放在质量百分浓度为1～20％、温度10～50℃的硝酸或磷酸溶液中，以10～100A/m2的表观电流密度处理碳纳米纤维1～120分钟，即得到含有羧基官能团的碳纳米纤维；或将碳纳米纤维放在质量百分比浓度为1～20％、温度10～50℃的电解质溶液碳酸铵或碳酸氢铵中，以碳纳米纤维作阳极，浸在电解质溶液中的碳电极充当阴极，以1～10A/m2的表观电流密度处理碳纳米纤维1～20分钟，之后水洗至碳纳米纤维表面pH值为中性，干燥后，即得到含有氨基官能团的碳纳米纤维。