[發明專利]一種高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201710790097.4
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN109423702B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 喬金樑;李墨宸;張曉紅;王湘;戚桂村;宋志海;蔡傳倫;賴金梅;李秉海;蔣海斌;張江茹;茹越;高建明;張紅彬;韓朋;劉文璐
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;D01F1/10;D01F11/10
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙宇

1.一種高強度、高儲氫量石墨烯基碳纖維，其特征在于其纖維主體由石墨烯和無定形碳構成，其中所述石墨烯占纖維主體的含量大于等于60wt%，小于100wt%；或者，其纖維主體由石墨烯構成，石墨烯占纖維主體的含量為100wt%；

所述纖維主體的平均直徑為0.1~26μm；

當所述石墨烯占纖維主體的含量大于等于60wt%，小于100wt%時，所述纖維主體上原位催化生長有碳納米管，在纖維主體或者在纖維主體以及在其上原位催化生長的碳納米管上修飾有金屬顆粒；以所述石墨烯基碳纖維總重量為100wt%計，所述金屬顆粒的含量大于0wt%，小于等于30wt%；

當所述石墨烯占纖維主體的含量為100wt%時，所述纖維主體上原位催化生長有碳納米管；在纖維主體或者在纖維主體以及在其上原位催化生長的碳納米管上修飾有金屬顆粒，以所述石墨烯基碳纖維總重量為100wt%計，所述金屬顆粒的含量大于0wt%，小于等于30wt%；

以上所述金屬顆粒選自過渡金屬顆粒。

2.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量石墨烯基碳纖維，其特征在于所述石墨烯占纖維主體的含量為70~99.5wt%。

3.根據權利要求2所述的高強度、高儲氫量石墨烯基碳纖維，其特征在于所述石墨烯占纖維主體的含量為80~99wt%。

4.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于以所述石墨烯基碳纖維總重量為100wt%計，所述金屬顆粒的含量為所述石墨烯基碳纖維重量的0.2~20wt%。

5.根據權利要求4所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于以所述石墨烯基碳纖維總重量為100wt%計，所述金屬顆粒的含量為所述石墨烯基碳纖維重量的0.5~10wt%。

6.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述纖維主體的平均直徑為5~26μm。

7.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述金屬顆粒選自鐵、鈷、鎳、銅中的至少一種金屬顆粒。

8.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述金屬顆粒的平均粒徑為1nm~5μm。

9.根據權利要求8所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述金屬顆粒的平均粒徑為0.05~2μm。

10.根據權利要求9所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述金屬顆粒的平均粒徑為0.1~1μm。

11.根據權利要求1~10之一所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述碳納米管含有氮元素，其中氮元素占碳納米管的重量含量為0.1~30wt%。

12.根據權利要求11所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述氮元素占碳納米管的重量含量為0.2~20wt%。

13.根據權利要求12所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述氮元素占碳納米管的重量含量為0.5~10wt%。

14.根據權利要求1所述的高強度、高儲氫量的石墨烯基碳纖維，其特征在于所述石墨烯基碳纖維是通過采用溶液紡絲法將氧化石墨烯水溶液與聚合物溶液混合的紡絲液進行紡絲得到氧化石墨烯基初始纖維，然后將該初始纖維進行碳化而得到的。