一种表面含有石墨烯结构碳纳米纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及碳纳米纤维制备技术领域，提供了一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：1)制备添加钙化物的聚合物纺丝液，2)静电纺丝制备碳纤维前驱体；3)预氧化和碳化制备表面具有石墨碳层包覆的硫化钙纳米颗粒复合的碳纳米纤维；4)将硫化钙复合的碳纳米纤维进行水洗或者酸洗，制得表面只含有石墨烯结构的碳纳米纤维。本发明专利技术巧妙地利用了钙化物的催化作用，通过钙化物或含有CaSO

A preparation method of carbon nanofibers with graphene structure on the surface

【技术实现步骤摘要】
一种表面含有石墨烯结构碳纳米纤维的制备方法
本专利技术涉及碳纳米纤维制备
，具体涉及一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法。
技术介绍
碳纳米纤维是一种具有纳米尺度的碳纤维，因其具有优异的导电性能、良好的化学稳定性、超高的比表面积等优点，在能量存储、催化以及吸附等领域具有广阔的应用。用静电纺丝法生产碳纳米纤维一般是将高聚物溶液通过高压静电纺丝法得到纳米纤维，然后经稳定化、碳化处理得到碳纳米纤维。其中，聚丙烯腈是最常见的制备碳纳米纤维的前驱体，其具有含碳量高、可纺性好的特点。但聚丙烯腈是一种石油基原料，不仅储量有限、价格昂贵，而且石化资源的开采也会对环境造成一定程度的污染。基于上述问题，亟待选择一种替代前驱体。木质素是在数量上仅次于纤维素的天然高分子，由于木质素的分子链中具有大量苯环结构，其碳含量超过60％，因此被认为是制备碳素材料的合适原料。而木质素磺酸盐相比于木质素在苯丙烷基结构单元的脂肪碳上多了磺酸盐，因而易溶于水，进一步简化了后处理过程。目前已有专利提出利用木质素磺酸钠为前驱体制备碳纳米纤维，如专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)静电纺丝制备碳纤维前驱体：/na.制备纺丝液：/n将助纺剂溶于溶剂中，充分搅拌后得到纺丝液；/nb.向纺丝液中添加钙化物或含有CaSO

【技术特征摘要】
1.一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)静电纺丝制备碳纤维前驱体：
a.制备纺丝液：
将助纺剂溶于溶剂中，充分搅拌后得到纺丝液；
b.向纺丝液中添加钙化物或含有CaSO3-R的聚合物，充分搅拌后得到前驱体纺丝液；
c.将上述前驱体纺丝液注入针管中，利用静电纺丝制备碳纤维前驱体；
(2)将碳纤维前驱体预氧化，预氧化温度为150℃～300℃，预氧化时间为60～180min；
(3)将预氧化后的碳纤维前驱体碳化，制得表面具有石墨碳层包覆的硫化钙纳米颗粒的碳纳米纤维；
(4)将碳化后的碳纤维进行水洗或酸洗，制得表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维。


2.根据权利要求1所述的一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述助纺剂与钙化物或含有CaSO3-R的聚合物的质量比为5:1～1:5。


3.根据权利要求1或2所述的一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述钙化物为CaS、Ca(HSO3)2、CaSO3或CaSO4。


4.根据权利要求1或2所述的一种表面含有石墨烯结构的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述CaSO3-R的聚合物为木质素磺酸盐或十二磺基苯磺酸钙的苯基或烷基磺酸盐。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓涵，赵海光，张元明，韩光亭，俞建勇，
申请(专利权)人：青岛大学，东华大学，
类型：发明
国别省市：山东;37