一种富勒烯纳米纤维薄膜、多孔碳纤维薄膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112374489A(43)申请公布日2021.02.19(21)申请号202011200758.1(22)申请日2020.10.30(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人卢兴郭子乾何志敏(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人徐美琳李智(51)Int.Cl.C01B32/156(2017.01)C01B32/152(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种富勒烯纳米纤维薄膜、多孔碳纤维薄膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种富勒烯纳米纤维薄膜、多孔碳纤维薄膜及其制备方法，属于碳纤维材料的制备领域，将富勒烯充分溶解至富勒烯的良溶剂中得到混合溶液，将富勒烯的不良溶剂加入混合溶液，在富勒烯的良溶剂和不良溶剂的界面形成富勒烯纳米纤维；将分离出的富勒烯纳米纤维分散在富勒烯的不良溶剂中，得到分散液，对分散液依次进行抽滤、干燥，得到富勒烯纳米纤维薄膜。通过抽滤的方法实现富勒烯纤维和溶剂的快速分离，大大提高了成膜效率，无需昂贵的成膜设备、简化了操作步骤、大大降低了富勒烯薄膜的制备成本。对富勒烯纳米纤维薄膜进行简单的高温退火处理即可得到具有多孔结构的富勒烯衍生的碳纤维薄膜。CN112374489ACN112374489A权利要求书1/1页1.一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将富勒烯充分溶解至富勒烯的良溶剂中得到混合溶液，将富勒烯的不良溶剂加入混合溶液，在富勒烯的良溶剂和不良溶剂的界面形成富勒烯纳米纤维；(2)将分离出的富勒烯纳米纤维分散在富勒烯的不良溶剂中，得到分散液，对分散液依次进行抽滤、干燥，得到富勒烯纳米纤维薄膜。2.如权利要求1所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述抽滤的具体实现方式为：在抽滤瓶的瓶口处放置滤膜，将分散液倒入滤膜进行抽滤，通过改变抽滤瓶的口径得到不同直径的富勒烯纳米纤维薄膜。3.如权利要求2所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述富勒烯纳米纤维的含量与抽滤瓶的口径之比大于等于10mg/cm。4.如权利要求3所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述抽滤时，通过改变富勒烯纳米纤维的含量与抽滤瓶的口径的比例，得到不同厚度的富勒烯纳米纤维薄膜。5.如权利要求1-4任一所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述分离时使用富勒烯的不良溶剂多次清洗富勒烯纳米纤维。6.如权利要求1-4任一所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为50℃-80℃，真空干燥10h-14h。7.一种富勒烯纳米纤维薄膜，其特征在于，所述富勒烯纳米纤维薄膜由权利要求1-6任一所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法制备得到。8.一种富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜的制备方法，其特征在于，包括如：在惰性保护气氛下，对富勒烯纳米纤维薄膜进行高温退火处理，得到富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜；所述富勒烯纳米纤维薄膜由权利要求1-6任一所述的一种富勒烯纳米纤维薄膜的制备方法制备得到。9.如权利要求7所述的一种富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜的制备方法，其特征在于，所述高温退火为：在800℃-1000℃下保温至完全碳化。10.一种富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜，其特征在于，所述富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜由权利要求8或9所述的一种富勒烯衍生的多孔碳纤维薄膜的制备方法制备得到。2CN112374489A说明书1/5页一种富勒烯纳米纤维薄膜、多孔碳纤维薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于碳纤维材料的制备领域，更具体地，涉及一种富勒烯纳米纤维薄膜、多孔碳纤维薄膜及其制备方法。背景技术[0002]碳纤维的微观结构与石墨的基本结构相似，但不是理想的石墨层状结构。碳纤维每个层平面间的碳原子排布不如石墨那样理想规则，每个层面间的碳原子借助共价键连接，层与层之间通过范德华力相连，所以层片边缘不整齐，是各向异性材料。和石墨的点阵结构相比较，碳纤维的碳原子层面间出现了不规律的平移和转动，但由于以共价键连接的碳原子层大致上平行于纤维轴排布，因此具有很高的轴向拉伸模量。在乱层石墨结构中，石墨层片作为基本的结构单元，层片与层片之间相互交叉形成石墨微晶，进一步形成原纤维，最终由原纤维组成碳纤维的单丝。[0003]碳纤维具有分子级细孔，比表面积大，边缘碳原子活性点多等优点，因此可以用来作为催化剂和催化剂的载体；碳纤维具有较高的长径比、完善的石墨化结构、高的热传导性及导电性、表面有一定的化学活性等特点，因此其一个重要用途是作为改进力学性能的增强剂，应用在复合材料领域可以提高基体的拉伸、冲击强度和模量，并且导电导热性都有大