[發(fā)明專利]富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維及其制備方法與應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111509696.7 | 申請日： | 2021-12-10 |
| 公開（公告）號： | CN114318593B | 公開（公告）日： | 2023-01-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張燁;朱波;喬琨;高學(xué)平;虞軍偉;閆書涵 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué) |
| 主分類號： | D01F9/22 | 分類號： | D01F9/22;D01F1/10;D01F1/09;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J20/20;H01M4/96 |
| 代理公司： | 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 王磊 |
| 地址： | 250061 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 富勒烯 摻雜 規(guī)整 納米 纖維 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，將丙烯腈與碳質(zhì)元素添加劑通過水相沉淀聚合形成碳質(zhì)元素添加劑與聚丙烯腈復(fù)合的前體原料，將前體原料依次進(jìn)行紡絲、熱牽伸、預(yù)氧化、碳化、石墨化獲得富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維；其特征是，所述碳質(zhì)元素添加劑為富勒烯材料；
所述富勒烯材料包括富勒烯，富勒烯衍生物；
所述富勒烯材料的粒徑在0.5～500nm之間；
富勒烯材料的添加量為丙烯腈質(zhì)量的0.01～50wt％；
丙烯腈含量控制在總聚合體系質(zhì)量的10～30wt％。
2.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，水相沉淀聚合中的引發(fā)劑為過硫酸鹽與亞硫酸銨的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，水相沉淀聚合的溫度為40～80℃。
4.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，所述紡絲為靜電紡絲；將前體原料溶于有機溶劑中配成紡絲原液，利用紡絲原液靜電紡絲。
5.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，熱牽伸的溫度為100～150℃，牽伸倍數(shù)為1.5～4。
6.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，預(yù)氧化溫度為150～300℃，預(yù)氧化時間30～120min。
7.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，碳化的溫度為1000～1600℃，碳化時間為5～20min。
8.如權(quán)利要求1所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維的制備方法，其特征是，石墨化的溫度為2000～3500℃，石墨化時間30～150s。
9.一種富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維，其特征是，由權(quán)利要求1～8任一所述的制備方法獲得。
10.一種權(quán)利要求9所述的富勒烯摻雜高規(guī)整度的碳納米纖維在作為儲氫材料、高容量電極材料、高性能復(fù)合材料和/或燃料電池電極材料中的應(yīng)用。
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