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专利号: 202310232897X
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种垂直生长的珠链状碳纳米管的碳纳米纤维的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:步骤一:将聚丙烯腈、衣康酸、四水合醋酸镍在N,N二甲基甲酰胺中混合,并搅拌得到绿色透明溶液;

步骤二:将所述绿色透明溶液通过静电纺丝制成白色织物;

步骤三:将所述白色织物在空气中预氧化处理,加热制得棕色纳米纤维材料;

步骤四:在水平管式炉的大硅管反应器中下游处放置所述棕色纳米纤维材料,上游处放置碳源双氰胺,首先,在惰性气体环境中升温将双氰胺分解成氢氰酸,从而在所述棕色纳米纤维材料表面覆盖一层C6N7(NH2)3,然后,继续升温通过Ni单原子催化将C6N7(NH2)3转化为Ni‑g‑C3N4,最后,继续升温将Ni‑g‑C3N4转换为NiSA‑N‑CNT,得到所述垂直生长的珠链状碳纳米管的碳纳米纤维。

2.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤一中,衣康酸/四水合醋酸镍/聚丙烯腈/N,N二甲基甲酰胺的质量比为1:2:10:100。

3.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述步骤二中静电纺丝电压为17kv,供液速度为1ml/h,滚轴转速为3r/min,滑台行程为15cm。

4.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤三中,所述白色织物在300℃的空气中预氧化处理2h,加热速率为2℃/min,得到所述棕色纳米纤维材料。

5.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤四中,首先,在氩气环境中以5℃/min的速率升温至400℃,保温2h将双氰胺分解成氢氰酸,从而在所述棕色纳米纤维材料表面覆盖一层C6N7(NH2)3。

6.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤四中,然后,继续升温以1℃/min的速率升温至650℃,保温2h,通过Ni单原子催化,将C6N7(NH2)3转化为Ni‑g‑C3N4。

7.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤四中,最后,1℃/min升温至800℃,保温1h将Ni‑g‑C3N4转换为NiSA‑N‑CNT得到所述垂直生长的珠链状碳纳米管的碳纳米纤维。

8.如权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述步骤四中,所述碳源双氰胺与所述棕色纳米纤维材料距离为10cm。

9.一种碳纳米纤维,其特征在于,通过权利要求1‑8任一所述制备方法制备的碳纳米纤维。

10.一种碳纳米纤维的应用,其特征在于,如权利要求9所述碳纳米纤维作为锂金属电池负极复合负极前驱体的应用。