一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法。采用酸提取法从生物质原料中提取酸法木质素，通过静电纺丝技术将酸法木质素纺制成原丝，再对木质素原丝进行预氧化、碳化处理，通过调节预氧化、碳化工艺参数得到孔径可控的木质素基微纳米活性碳纤维。本发明专利技术所制备的碳纤维无需后续活化步骤，可在预氧化和碳化过程中进行自我活化，具有较高的比表面积和较好的电化学性能。本发明专利技术制备的活性碳纤维生产工艺简单、价格低廉、孔径可控，在超级电容器领域具有较广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法
本专利技术涉及碳纤维制备
，具体涉及一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法。
技术介绍
采用静电纺丝技术制备前驱体原丝，经预氧化、碳化和活化工艺制备的微纳米活性碳纤维，具有超高的比表面积和良好的电化学性能，是制备超级电容器的理想材料。并且，得益于纤维的柔性特质，微纳米活性碳纤维在柔性电极的制备领域具有极大的发展前景。但是，传统的碳纤维原料聚丙烯腈(PAN)来自于石油，其昂贵的价格、不可再生性以及生产碳纤维过程中释放有毒气体(氰化氢)等问题，严重地制约着碳纤维的发展和应用。另一方面，为了使碳纤维具有更高的比表面积，进而具备更好的电化学性能，活性碳纤维生产过程中须包含活化步骤。目前普遍采取的活化方法有高温气体活化和碱液腐蚀活化等，活化步骤进一步增加了活性碳纤维的生产成本，也相应的产生了能源消耗和环境污染问题。近年来，各国研究者致力于探寻一种廉价的、绿色可再生的生物质碳纤维原料，木质素以其独特的分子结构、廉价可再生、不受地域限制等诸多优势，被誉为最具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)采用酸提取法从生物质原料中提取木质素，作为碳纤维制备原料；/n(2)将步骤(1)提取的木质素通过静电纺丝技术纺制木质素原丝；其中，采用分段法配制纺丝液；/n(3)将步骤(2)中纺制的木质素原丝进行预氧化、碳化处理，得到自活化木质素基微纳米活性碳纤维；其中，通过调节预氧化、碳化工艺参数控制碳纤维孔径大小和孔容积。/n

【技术特征摘要】
1.一种孔径可控的自活化木质素基微纳米活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)采用酸提取法从生物质原料中提取木质素，作为碳纤维制备原料；
(2)将步骤(1)提取的木质素通过静电纺丝技术纺制木质素原丝；其中，采用分段法配制纺丝液；
(3)将步骤(2)中纺制的木质素原丝进行预氧化、碳化处理，得到自活化木质素基微纳米活性碳纤维；其中，通过调节预氧化、碳化工艺参数控制碳纤维孔径大小和孔容积。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述酸提取法的提取剂为羧酸，羧酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸中的一种或几种的混合。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述生物质原料为针叶木、阔叶木和草本植物中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述木质素的提取条件：温度为常温～100℃，时间为24～1h。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，在助纺剂存在下，将步骤(1)提取的木质素溶解于溶剂中配制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓娟，王兴，周景辉，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21