一种六枝结构碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于利用水热法及后续热处理制备铜/无定形碳催化剂前驱体，然后再通过化学气相沉积法得到了一种六枝结构碳纤维，其制备步骤如下：将氯化铜溶解于聚丙烯酰胺溶液(5％，质量比)中，然后加入适量间苯二酚、甲醛(37％‑40％，质量比)、柠檬酸钠和盐酸并搅拌均匀。将上述溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，利用高压釜中密封，置于一定温度的烘箱中保温一定时间，得到了氯化铜/交联聚丙烯酰胺复合产物并冷冻干燥。将冷冻干燥后的样品在氮气气氛下800℃条件下热处理，得到了催化剂前驱体。利用催化剂前驱体，以氢气和乙炔作为热处理气体和碳源气体，利用化学气相沉积法制备得到了六枝结构碳纤维。

【技术实现步骤摘要】
一种六枝结构碳纤维的制备方法
本专利技术涉及一种六枝结构碳纤维的制备方法，属于碳纤维制备

技术介绍
碳纤维是碳元素的同素异形体之一，其在诸多方面均具有优异的性质和性能，例如：物理、化学、磁学、力学等方面，这意味着碳纤维在众多应用领域中具有广泛而重要的发展前景，例如：航空航天、军事工业、汽车工业、海洋船舶、风力发电、体育休闲产品、公共基础设施等方面。在材料自身具有的优异性质性能基础上，通过对材料结构特征的调控可以进一步提升其应用效果，拓宽其应用领域。因此，在充分研究和了解碳纤维自身具有的优异特点和性能的同时，通过对制备方法种类和工艺参数数据的分析和研究，以制备得到具有新型结构的碳纤维。化学气相沉积法是气相生长碳纤维的一种重要制备方法，该方法具有操作程序简单易上手，产物重复率高、生产规模易扩大等优点,因此，化学气相沉积法是一种工业产业化前景光明的碳纤维生产方法。在本专利中，利用高分子聚合物三维结构对铜催化剂粒子的分散状态进行固定，减少因催化剂粒子聚集长大而引起的催化效能损失，以乙炔为碳源气体，利用化学气相沉积法制备得到了一种六枝结构碳纤维，其分支结构可以极大拓宽其应用领域并提升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于首先利用水热法及后续热处理制备得到催化剂前驱体，然后通过化学气相沉积法制备得到了一种六枝结构碳纤维，其制备方法主要包括如下步骤：(1)将适量氯化铜和柠檬酸钠溶解于去离子水中并搅拌均匀，再加入一定量的聚丙烯酰胺溶液(5％，质量比)、间苯二酚、甲醛(37％‑40％，质量比)和盐酸(3M，摩尔比)，在室温下搅拌2小时后得到均匀溶液；(2)将上述均匀溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，并密封于高压釜中，将其放入已升至设定温度的烘箱中保温一定时间，反应结束后自然冷却至室温，得到了氯化铜/交联聚丙烯酰胺复合物，随后对其进行‑40℃条件下的冷冻干燥；(3)将冷冻干燥后的样...

【技术特征摘要】
1.一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于首先利用水热法及后续热处理制备得到催化剂前驱体，然后通过化学气相沉积法制备得到了一种六枝结构碳纤维，其制备方法主要包括如下步骤：(1)将适量氯化铜和柠檬酸钠溶解于去离子水中并搅拌均匀，再加入一定量的聚丙烯酰胺溶液(5％，质量比)、间苯二酚、甲醛(37％-40％，质量比)和盐酸(3M，摩尔比)，在室温下搅拌2小时后得到均匀溶液；(2)将上述均匀溶液转移至聚四氟乙烯内衬中，并密封于高压釜中，将其放入已升至设定温度的烘箱中保温一定时间，反应结束后自然冷却至室温，得到了氯化铜/交联聚丙烯酰胺复合物，随后对其进行-40℃条件下的冷冻干燥；(3)将冷冻干燥后的样品置于管式炉中，通氮气30min以排除管中空气，其流速为100mL/min，然后以1℃/min的升温速率升温至800℃时保持2h，氮气流速为50mL/min，反应结束后，自然冷却至室温后收集产物，得到了催化剂前驱体；(4)将载有催化剂前驱体的瓷舟置于管式炉中并抽真空，然后通入氢气至大气压，升温至一定温度后保持一定时间，随后将氢气抽掉，通入乙炔气体至大气压并保持一定反应时间，反应结束后，自然冷却至室温，取出最终目标产物。2.根据权利要求1所述的一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于步骤(1)中的去离子水总用量为25mL～50mL。3.根据权利要求1所述的一种六枝结构碳纤维的制备方法，其特征在于步骤(1)中的氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾，董立峰，张晴晴，吴祥芳，隋静，周登虎，李云飞，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37