一种尺度可控的中空碳纤维的制备方法技术

一种尺度可控的中空碳纤维的制备方法，涉及碳纤维的制备技术领域。先水热法制备金属氧化物纳米棒，再将金属氧化物纳米棒和高聚物混溶于有机溶剂中，搅拌均匀；经静电纺丝得到金属氧化物(MOX)/高聚物（MP）混纺原丝；随后混纺原丝经预氧化，碳化等热处理技术，得到MOX/CNF复合碳纤维，再经酸洗，过滤，烘干，即得中空碳纤维。水热法制备的金属氧化物硬模板剂的尺度可控性好，可制备不同尺度中空结构的碳纤维同时克服了目前同轴静电纺丝制备中空碳纤维过程中内外层溶液互溶的问题；静电纺丝技术的使用可以有效地调控纤维的尺度，并且可以实现大量生产的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种尺度可控的中空碳纤维的制备方法
本专利技术涉及碳纤维的制备
技术背景普通碳纤维由于其具有高的比表面积，热稳定性好，抗腐蚀，优良的导电导热等特性，被广泛关注。中空碳纤维与普通碳纤维相比，除具有普通碳纤维的优点外，由于中空结构的存在，增加了额外的内表面，使其在吸附、传质、催化等方面的性能有了很大的提升，从而在储氢工业、环境保护及水体的净化等领域具有良好的应用前景。传统的中空碳纤维的制备技术主要有分子自组装法、化学气相沉积法。分子自组装法制备的中空碳纤维直径较小，一般不超过10nm；而化学气相沉积法制备中空碳纤维的技术则由于产量较低而导致价格昂贵。与前两种方法相比，静电纺丝法制备中空碳纤维虽然起步晚，但由于其设备简单、大量生产、纤维尺度可控性强等优点被广泛关注。迄今，利用静电纺丝制备中空碳纤维的工艺都是同轴静电纺丝得到核/壳结构的原丝，后经溶剂或水洗等操作除去内层（核层）材料，最终获得中空结构的碳纤维材料。例如，中国专利201210172307.0专利技术了一种同轴静电纺丝制备聚丙烯腈基多孔中空碳纤维的方法。它是将聚丙烯腈与某种造孔剂的混合液作为外层，将某种高温易降解高聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尺度可控的中空碳纤维的制备方法，包括以下步骤：1）采用水热法制备金属氧化物纳米棒；2）将金属氧化物纳米棒与高聚物混溶于有机溶剂，得到纺丝液；3）纺丝液经静电纺丝，制得金属氧化物/高聚物原丝；4）将金属氧化物/高聚物原丝经过预氧化、碳化后，获得复合碳纤维；5）将复合碳纤维经酸洗、干燥，获得中空碳纤维；所述金属氧化物纳米棒为MnO2纳米棒；所述水热法制备金属氧化物纳米棒的水热合成温度为160℃，时间为12～24h。

【技术特征摘要】
1.一种尺度可控的中空碳纤维的制备方法，包括以下步骤：1）采用水热法制备金属氧化物纳米棒；2）将金属氧化物纳米棒与高聚物混溶于有机溶剂，得到纺丝液；3）纺丝液经静电纺丝，制得金属氧化物/高聚物原丝；4）将金属氧化物/高聚物原丝经过预氧化、碳化后，获得复合碳纤维；5）将复合碳纤维经酸洗、干燥，获得中空碳纤维；所述金属氧化物纳米棒为MnO2纳米棒；所述水热法制备金属氧化物纳米棒的水热合成温度为160℃，时间为12～24h。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述高聚物为PAN或PVP。3.根据权利要求1所述制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾哲华，徐继任，赵有华，贾成浩，董斌，陶翠，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32