一种静电纺丝制备碳纳米纤维的方法技术

本发明专利技术公开了一种新型静电纺丝制备碳纳米纤维的方法，将浓度为2‑5wt%的聚合物，浓度2‑10wt%的片层结构的石墨，以及由1‑3wt%的乙酸溶于100ml的乙醇溶液制得的有机溶剂，在60℃温度下进行超声处理，得到聚合物/石墨均匀混合的前驱体溶液；然后利用静电纺丝技术制备聚合物/碳纳米复合纤维；最后在450℃温度下对聚合物/碳纳米复合纤维进行热处理，脱除其中的聚合物，得到碳纳米纤维。本发明专利技术采用聚合物和片层结构的石墨制备前驱体纤维，不经过保护气氛高温碳化，直接一步脱除前驱体纤维中的聚合物，得到碳纳米纤维，制备过程简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纳米纤维材料领域，具体涉及一种新型静电纺丝制备碳纳米纤维的方法。
技术介绍
碳纤维(carbonfiber)既有碳材料的固有本征，又有纺织纤维的柔软可加工性，是新一代的军民两用材料，已广泛用于航空航天、交通、医疗、机械、纺织等多领域。碳纳米纤维（carbonnanofiber）是指具有纳米尺度的碳纤维，具有高比表面积、高强度、轻质、高导热导电性的优点，广泛用于制备高容量电池的电极材料、电容器、高性能复合材料。静电纺丝技术(electrospinning)在国内一般简称为电纺，其是一种利用聚合物流体在强电场作用下，通过金属喷嘴进行喷射拉伸而获得直径为数十纳米到数微米的纳米级纤维的纺丝技术。通过静电纺丝技术得到的纳米级纤维具有直径小、表面积大、孔隙率高、精细程度一致等特点，在组织工程、传感器、工业、国防、农业工程等领域具有极大的发展潜力。静电纺丝制备碳纳米纤维，制备过程较为简单、成本较低、对设备的要求也不高。1996年，Reneker等利用静电纺丝制备了聚丙烯腈（PAN）纳米纤维，再经热处理得到了碳纳米纤维。此后，采用静电纺丝技术制备碳纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型静电纺丝制备碳纳米纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将浓度为2‑5wt%的聚合物，浓度2‑10wt%的片层结构的石墨以及由1‑3wt%的乙酸溶于100ml的乙醇溶液制得的有机溶剂，在60℃温度下进行超声处理，得到聚合物/石墨均匀混合的前驱体溶液；（2）利用静电纺丝技术制备聚合物/碳纳米复合纤维；（3）在450℃温度下对聚合物/碳纳米复合纤维进行热处理，脱除其中的聚合物，得到碳纳米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种新型静电纺丝制备碳纳米纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将浓度为2-5wt%的聚合物，浓度2-10wt%的片层结构的石墨以及由1-3wt%的乙酸溶于100ml的乙醇溶液制得的有机溶剂，在60℃温度下进行超声处理，得到聚合物/石墨均匀混合的前驱体溶液；
（2）利用静电纺丝技术制备聚合物/碳纳米复合纤维；
（3）在450℃温度下对聚合物/碳纳米复合纤维进行热处理，脱除其中的聚合物，得到碳纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种新型静电纺丝制备碳纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯腈中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种新型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽军，赵晓冲，杨盼，王劲川，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51