一种新型具有螺旋结构的碳纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型具有螺旋结构的碳纤维及其制备方法，碳纤维包括直碳纤维和螺旋碳纤维，所述螺旋碳纤维生长在直碳纤维表面。其制备方法包括：(1)配制金属离子总摩尔浓度为0.05～0.25mol/L的水溶液；(2)将碳纤维浸渍于步骤(1)所配制的溶液中;(3)将步骤(2)所处理后的碳纤维在氮气或惰性气氛中于350～450℃煅烧1～2小时，然后通入氢气于450～550℃还原0.5～2小时;(4)将步骤(3)处理后的碳纤维升温到620～750℃，通入乙炔气体，在压力为2～110KPa，反应45～120min，得到在直碳纤维表面生长有螺旋碳纤维的结合体。本发明专利技术的具有螺旋结构的碳纤维，不但可以提高复合材料的力学性能还能赋予复合材料特殊的功能。本发明专利技术的方法有利于螺旋碳纤维的大量制备，而且制备工艺简单，容易控制，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
螺旋碳纤维是指具有规则螺旋线圈或扭转结构的碳纤维。根据螺径的大小，可将其分为螺径在微米级的微螺旋碳纤维和螺径在纳米级的螺旋碳纳米纤维。螺旋碳纤维不但具备与碳纳米纤维相似的卓越性能，其特有的螺旋结构还赋予其良好的弹性、独特的电磁学以及生物催化等特性，在微型器械、手征催化、智敏材料、隐身吸波材料、高性能和多功能复合材料等领域有着潜在应用前景。然而目前的螺旋碳纤维的工业化应用还存在难以大量制备、制备时可控性差以及螺旋碳纤维添加到复合材料中极易团聚等技术缺陷问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能避免在添加到复合材料中时不会团聚的新型具有螺旋结构的碳纤维。为了达到上述目的，本专利技术的新型具有螺旋结构的碳纤维，包括直碳纤维和螺旋碳纤维，所述螺旋碳纤维生长在直碳纤维表面。本专利技术的另一目的是提供上述新型具有螺旋结构碳纤维的制备方法。为了达到该目的，本专利技术的方法包括以下步骤(I)配制金属离子总摩尔浓度为O. 05 O. 25 mo I/L的水溶液，此水溶液中至少含有Fe、Co、Ni金属离子中的一种或多种，接着在此水溶液中溶解尿素，并搅拌均匀，尿素摩尔量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型具有螺旋结构的碳纤维，其特征是，包括直碳纤维和螺旋碳纤维，所述螺旋碳纤维生长在直碳纤维表面。

【技术特征摘要】
1.一种新型具有螺旋结构的碳纤维，其特征是，包括直碳纤维和螺旋碳纤维，所述螺旋碳纤维生长在直碳纤维表面。2.一种新型具有螺旋结构的碳纤维的制备方法，其特征是，包括以下步骤(1)配制金属离子总摩尔浓度为O.05 O. 25mol/L的水溶液，此水溶液中至少含有 Fe、Co、Ni金属离子中的一种或多种，接着在此水溶液中溶解尿素，并搅拌均匀，尿素摩尔量为水溶液中各金属阳离子摩尔数与其价态乘积之和的I 1. 5倍；(2)将碳纤维浸溃于步骤(I)所配制的溶液中，然后将其一起置于密闭容器中在120 140°C充分反应，待其冷却后阴干；(3)将步骤(2)所处理后的碳纤维在氮气或惰性气氛中于350 450°C煅烧I 2小时，然后通入氢气于450 550°C还原O. 5 2小时,得到表面加载有金属催化剂颗粒的碳纤维；(4)将步骤(3)处理后的碳纤维升温到620 750°C，通入乙炔气体，在压力为2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，周科朝，陈腾飞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：