The invention discloses a method for preparing activated carbon nanofibers by using sodium lignosulfonate as precursor. Using deionized water as solvent, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol octyl phenyl ether as additives, a certain amount of sodium lignosulfonate was dissolved in the aqueous solution containing polyvinyl alcohol, and a certain amount of polyethylene glycol octyl phenyl ether was added to form the precursor body fluid. The precursor fiber was prepared by electrospinning and pre-oxidized. Carbon nanofibers with high specific surface area and high porosity were prepared by carbonization under the protection of high temperature inert gas. The specific surface area is 580 820m
【技术实现步骤摘要】
一种以木质素磺酸钠为前驱体制备活性炭纳米纤维的方法
本专利技术属于材料科学
,具体涉及一种以木质素磺酸钠为前驱体制备的活性碳纳米纤维的方法。
技术介绍
活性碳纳米纤维是由有机纤维经高温碳化制备而成的一种具有丰富的微孔的纤维状材料。它具有高孔隙率、比表面积大、吸附速率快、热稳定性和化学稳定性好等特点。由于其优异的结构和性能特征,活性碳纤维正越来越广泛的被应用于化学工业、环境保护等领域。静电纺丝法是一种主要的制备活性碳纤维的方法。该方法首先将各种有机原料通过静电纺丝制备成纤维前驱体,对前驱体进行预氧化处理,之后再高温碳化(部分种类纤维还需进行活化处理)后即可形成活性碳纳米纤维。该方法制得的纤维直径在几十到几百纳米,长径比大,可作为性能优良的催化剂及催化剂载体、超级电容器电极等。聚丙烯腈(PAN)是最常见的制备活性碳纳米纤维的前驱体,其具有含碳量高,可纺性好的特点,利用其制备的活性碳纳米纤维具有很好的机械性能,很多文献中都有相关的报道。例如2007年C.Kim等人在AdvancedMaterials2007,19,2341上首次报道了将ZnCl2和聚丙烯腈混合后进行静电纺丝后在800℃下碳化,所选用的ZnCl2和聚丙烯腈的最佳质量比为1:2,所获得碳纳米纤维具有大的比表面积和孔容。2011年,邱介山等人在专利技术专利CN102505403A中将高中孔活性碳材料分散到PAN有机溶液中利用静电纺丝的方法制备了PAN膜,再经过预氧化、碳化、二氧化碳活化处理制备得到了分层次孔结构活性碳纤维,其比表面积在500-1000m2/g之间。同时赵阳等人在专利技术专利CN1 ...
【技术保护点】
1.一种以木质素磺酸钠为前驱体制备活性碳纳米纤维的方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将聚乙烯醇溶解在去离子水中,得到无色透明溶液,其中聚乙烯醇和去离子水的质量比为1:10‑1:20;2)在所述1)得到的溶液中加入木质素磺酸钠,搅拌直至木质素磺酸钠完全溶解,其中木质素磺酸钠和去离子水的质量比为1:5‑1:10;3)在所述2)得到的溶液中加入聚乙二醇辛基苯基醚,搅拌溶解后,得到静电纺丝前驱体液,其中聚乙二醇辛基苯基醚和木质素磺酸钠的质量比为1:10‑1:100;4)利用所述的前驱体液通过静电纺丝法制备木质素磺酸钠前驱体纳米纤维,具体参数如下:施加电压为15‑25kV,针尖距收集器距离10‑18cm,注射速度0.1‑1.0mL/min,纺丝时间1‑24小时;5)将静电纺丝法制备的木质素磺酸钠前驱体纤维放入马弗炉中,升温进行预氧化处理,其中预氧化温度为150℃‑300℃,预氧化时间为10‑180分钟;6)将预氧化后的纳米纤维置入气氛保护炉,在高纯氮气保护下碳化,待冷却至室温后即得到活性碳纳米纤维。
【技术特征摘要】
1.一种以木质素磺酸钠为前驱体制备活性碳纳米纤维的方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将聚乙烯醇溶解在去离子水中,得到无色透明溶液,其中聚乙烯醇和去离子水的质量比为1:10-1:20;2)在所述1)得到的溶液中加入木质素磺酸钠,搅拌直至木质素磺酸钠完全溶解,其中木质素磺酸钠和去离子水的质量比为1:5-1:10;3)在所述2)得到的溶液中加入聚乙二醇辛基苯基醚,搅拌溶解后,得到静电纺丝前驱体液,其中聚乙二醇辛基苯基醚和木质素磺酸钠的质量比为1:10-1:100;4)利用所述的前驱体液通过静电纺丝法制备木质素磺酸钠前驱体纳米纤维,具体参数如下:施加电压为15-25kV,针尖距收集器距离10-18cm,注射速度0.1-1.0mL/min,纺丝时间1-24小时;5)将静电纺丝法制备的木质素磺酸钠前驱体纤维放入马弗炉中,升温进行预氧化处理,其中预氧化温度为150℃-300℃,预氧化时间为10-180分钟;6)将预氧化后的纳米纤维置入气氛保护炉,在高纯氮气...
【专利技术属性】
技术研发人员:张宁,支明佳,洪樟连,王文聪,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。