一种中空碳球纤维及其制备方法技术

本申请属于无机材料的技术领域，尤其涉及一种中空碳球纤维及其制备方法。本申请提供了一种中空碳球纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将纳米二氧化硅与高分子材料溶液混合，制得混合溶液；步骤2、将所述混合溶液进行静电纺丝，得到静电纺丝纤维膜；步骤3、将所述静电纺丝纤维膜依次进行预氧化和碳化处理，制得碳纤维膜；步骤4、将所述碳纤维膜与碱性溶液混合，然后进行水热反应，制得中空碳球纤维。本申请提供的一种中空碳球纤维及其制备方法，能有效解决传统方法制得的中空碳球纤维的自支撑性和机械强度差，碳球表面不光滑，制备条件苛刻的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种中空碳球纤维及其制备方法
本申请属于无机材料的
，尤其涉及一种中空碳球纤维及其制备方法。
技术介绍
中空碳球由于具有封装能力、可控渗透率、表面功能化、表面体积比率高、良好的化学和热稳定性等独特的属性，现已被广泛地用于电化学储能、电化学催化和电化学传感领域。目前制备中空碳球的方法主要包括：有机物高温热解法、气相沉积法、激光蒸馏法、电弧放电法、乳液聚合法、自组装法、模板法等。现有的制备方法主要有如下几点不足：一、合成工艺步骤复杂，条件苛刻，对反应温度，时间的要求很高，必须准确，成本高；二、传统制备中空碳球的表面附有其他颗粒物，表面不光滑；三、传统制备方法，例如模板法中会采用氢氟酸，毒性大，十分危险，操作难度高。四、传统方法制得的中空碳球由于排布不能控制，其自支撑性能和机械强度较低，限制了在电化学和吸附等领域应用。因此，研发一种具备自支撑性、高机械强度、高柔性特点的表面光滑的中空碳球是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种中空碳球纤维及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空碳球纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、将纳米二氧化硅与高分子材料溶液混合，制得混合溶液；/n步骤2、将所述混合溶液进行静电纺丝，得到静电纺丝纤维膜；/n步骤3、将所述静电纺丝纤维膜依次进行预氧化和碳化处理，制得碳纤维膜；/n步骤4、将所述碳纤维膜与碱性溶液混合，然后进行水热反应，制得中空碳球纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种中空碳球纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将纳米二氧化硅与高分子材料溶液混合，制得混合溶液；
步骤2、将所述混合溶液进行静电纺丝，得到静电纺丝纤维膜；
步骤3、将所述静电纺丝纤维膜依次进行预氧化和碳化处理，制得碳纤维膜；
步骤4、将所述碳纤维膜与碱性溶液混合，然后进行水热反应，制得中空碳球纤维。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述纳米二氧化硅的粒径为150-900nm；所述纳米二氧化硅含量为1％-15％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子材料溶液的高分子材料溶质选自聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和醋酸纤维素中的一种或多种；所述高分子材料溶液的溶剂选自水、乙醇、石油醚、丙酮、乙二醇或N,N-二甲基甲酰胺中的一种，所述高分子材料溶液的质量浓度为6％-20％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为10-18kv，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕树申，李福，莫冬传，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44