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专利号: 2016110163409
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于纤维素纳米晶制备碳纳米棒的方法,其特征在于,包括如下步骤:采用纤维素原材料作为基材,用酸催化法对纤维素进行处理,清除纤维素中的无定形区和杂质成分,提取纤维素纳米晶,然后经过氧化-炭化处理后,制备直径为10—30nm,长度为150—350nm,具有较大长径比的碳纳米棒;所述的用酸催化法对纤维素进行处理提取纤维素纳米晶的方法为:将纤维素原材料置于硫酸或盐酸溶液中进行水解处理;所述的酸采用硫酸催化水解纤维素时,纤维素原材料在硫酸中的固含量为0.006—0.04g/mL,反应温度为80—100℃,反应时间为1—5h,反应液经去离子水反复稀释、过滤、洗涤处理后,加入挥发性碱液调节p H至7,加热除去易挥发成分,得到均匀分布的纤维素纳米晶分散液,将分散液冷冻干燥后制得纤维素纳米晶粉末;所述的酸采用盐酸催化水解纤维素时,纤维素原材料在盐酸中的固含量为0.005—0.05g/mL,转移至水热釜,于100—120℃反应1—5h,反应液静置分层后移去上层清液,得到稳定的悬浮液,向悬浮液中加入挥发性碱液调节p H至7,加热除去易挥发成分,得到均匀分布的纤维素纳米晶分散液,最后将分散液冷冻干燥制得纤维素纳米晶;经过上述2种酸中的一种酸催化水解制备的纤维素纳米晶直径为10—60nm,长度为150—600nm;

所述的氧化-炭化纤维素纳米晶制备碳纳米棒的方法为:将制备得到的纤维素纳米晶粉末直接置于管式炉中空气气氛下,进行高温氧化处理,然后通入保护性气体,在高温下制备得到直径为10—30nm,长度为150—350nm碳纳米棒;所述的纤维素原材料采用纤维素微晶、棉花、纸屑、木屑、细菌纤维素中的一种;所述的挥发性碱液采用氨水;所述的高温氧化处理时的温度为200—350℃,经过1—3h高温处理;所述的保护性气体采用氮气或氩气,所述的保护性气体通入后的采用逐步升温至1000—1500℃,经过1—3h炭化后得到形状为棒状或椭圆状的直径为10—30nm,长度为150—350nm的碳纳米棒。