[發(fā)明專利]碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維、其連續(xù)制備方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011161732.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112410924B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昆杰;董仕軒;勇振中;張永毅;李清文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省納米技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): D01F6/94
• 分類號(hào): D01F6/94;D01F1/09;C08G73/06;D01D13/00;D01D1/00
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維的連續(xù)制備方法，其特征在于包括：

采用浮動(dòng)催化CVD法，使碳源經(jīng)催化生長(zhǎng)反應(yīng)生成碳納米管氣凝膠；

使所述碳納米管氣凝膠與導(dǎo)電聚合物單體水溶液接觸，從而使導(dǎo)電聚合物單體均勻滲透進(jìn)入碳納米管間隙，同時(shí)使所述碳納米管氣凝膠在溶液表面張力作用下進(jìn)行收縮，制得碳納米管/導(dǎo)電聚合物單體復(fù)合纖維；其中，所述導(dǎo)電聚合物單體選自吡咯；所述導(dǎo)電聚合物單體水溶液的濃度為0.1~0.5mol/L；

將所述碳納米管/導(dǎo)電聚合物單體復(fù)合纖維浸漬于氧化劑水溶液中，于0-5℃進(jìn)行氧化聚合反應(yīng)，從而獲得碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于具體包括：

將碳源、催化劑隨載氣輸入浮動(dòng)催化CVD法的反應(yīng)腔室內(nèi)，并于1100~1300℃催化生長(zhǎng)反應(yīng)生成碳納米管氣凝膠；其中，所述碳源為乙醇；所述催化劑為二茂鐵和噻吩的復(fù)合體系催化劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于：所述氧化劑選自對(duì)甲苯磺酸鐵、過(guò)硫酸銨、氯化鐵、臭氧、H₂O₂中的任意一種或兩種以上的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于還包括：在所述氧化聚合反應(yīng)完成后，對(duì)所獲反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、干燥處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，應(yīng)用所述碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維的連續(xù)制備方法制備碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維的連續(xù)制備系統(tǒng)包括：

碳納米管氣凝膠制備裝置，其至少包括反應(yīng)腔室，至少用以使碳源、催化劑催化生長(zhǎng)反應(yīng)生成碳納米管氣凝膠；

纖維制備裝置，其至少用以使碳納米管氣凝膠與導(dǎo)電聚合物單體水溶液接觸，并進(jìn)行液致收縮，制得碳納米管/導(dǎo)電聚合物單體復(fù)合纖維；其中，所述纖維制備裝置包括兩端具有敞口的彎管，所述彎管內(nèi)還設(shè)置有纖維導(dǎo)向軸；所述敞口呈喇叭狀；

聚合裝置，其至少用以使所述碳納米管/導(dǎo)電聚合物單體復(fù)合纖維中的導(dǎo)電聚合物單體發(fā)生氧化聚合反應(yīng)生成導(dǎo)電聚合物，獲得碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維；以及，

收集裝置，其至少用以收集生成的碳納米管/導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)制備方法，其特征在于：所述碳納米管氣凝膠制備裝置包括碳源輸入裝置、載氣輸入裝置和反應(yīng)腔室，所述碳源輸入裝置、載氣輸入裝置均與反應(yīng)腔室連通；所述反應(yīng)腔室來(lái)源于高溫反應(yīng)爐。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)制備方法，其特征在于：所述聚合裝置還包括冷卻單元，其至少用以對(duì)氧化聚合反應(yīng)的體系進(jìn)行降溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)制備方法，其特征在于：所述連續(xù)制備系統(tǒng)還包括洗滌裝置和干燥裝置。