一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法，属于纳米复合材料领域。本发明专利技术通过蒸汽爆破处理破坏椰叶柄结构，水解半纤维素，木质素等，再经溶解除杂，制得高强度、高弹性模量、透光性良好的椰叶柄纳米纤维素，再利用氮原子的半径与碳原子接近，容易进入碳纳米管晶格形成C‑N键的特点，通过气相爆轰生成了大量形貌和尺寸较均匀的氮掺杂碳纳米管，利用氮掺杂改变碳纳米管局部电荷密度，提高碳纳米管的电子传递性，降低电阻系数，由于氮掺杂引入的含氮官能团能够带来准法拉第效应，有效提高碳纳米管超级电容器的比容量，制得兼具高强度和良好导电性能的纳米复合材料，可应用于锂离子电池、超级电容器等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法，属于纳米复合材料

技术介绍
从生物质原料中开发生物质纳米材料素，并以此制备功能产品可进一步提高生物质原料的附加值和利用效率。生物质资源包括各种天然资源及其派生资源，在地球上分布广泛，具有可再生性，取之不尽，用之不竭。纤维素是自然界中分布最广、蕴藏量最丰富的天然高分子材料，主要来源于高等植物和木材的细胞壁，如棉花的纤维素含量几乎高达100%，木材的纤维素含量在40-50%左右，农作物废弃物（大豆壳、秸秆、甘蔗渣）也是纤维素的重要来源。纤维素在工业领域如纺织、纸张和纸浆、食品及制药行业的添加剂具有巨大的开发应用潜力。碳纤维是由有机纤维或沥青基原材料经碳化和石墨化处理后得到的，其含碳量高于85%，可用作复合材料的增强纤维。近年来，研究人员通过改进碳纤维的制备工艺，结合先进的分析手段，实现了碳纤维的结构控制。碳纤维的研究动向正朝着高性能、高功能和低成本化的方向发展。纳米技术是国际上最近十年以来开发的一项高新技术，作为一种新兴的性能优异的材料，应用前景相当可观。在海南本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将椰叶柄水洗风干后粉碎，过40目筛，得椰叶柄粉末；（2）取椰叶柄粉末装入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破处理，得蒸汽爆破处理椰叶柄粉末；（3）将蒸汽爆破处理椰叶柄粉末浸泡在过氧化氢溶液中反应1～2h，再用氢氧化钠溶液调节pH为10～11，继续反应1～2h，过滤得滤渣，将滤渣醇洗干燥，得椰叶柄纳米纤维素；（4）取二茂铁与椰叶柄纳米纤维素装入气相爆轰管中，再充入氨气和氧气，充入完毕后密封气相爆轰管并加热，再利用高能点火器产生电火花引爆气体，5～10min后排出管内气体，收集产物，得氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将椰叶柄水洗风干后粉碎，过40目筛，得椰叶柄粉末；（2）取椰叶柄粉末装入蒸汽爆破罐中蒸汽爆破处理，得蒸汽爆破处理椰叶柄粉末；（3）将蒸汽爆破处理椰叶柄粉末浸泡在过氧化氢溶液中反应1～2h，再用氢氧化钠溶液调节pH为10～11，继续反应1～2h，过滤得滤渣，将滤渣醇洗干燥，得椰叶柄纳米纤维素；（4）取二茂铁与椰叶柄纳米纤维素装入气相爆轰管中，再充入氨气和氧气，充入完毕后密封气相爆轰管并加热，再利用高能点火器产生电火花引爆气体，5～10min后排出管内气体，收集产物，得氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料。2.如权利要求1所述的一种氮掺杂纳米纤维素/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述蒸汽爆破处理为将椰叶柄粉末装入蒸汽爆破罐中，加热至110～120℃，并向蒸汽爆破罐中通入水蒸气至罐内压力为1.5～2.5MPa，保持压力5～8min后，打开蒸汽爆破罐阀门泄压，泄压至常压后取出椰叶柄粉末，并用60～80℃去...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅忠，王之霖，陈倩，
申请(专利权)人：陈毅忠，
类型：发明
国别省市：江苏,32