一种具有微纳复合结构的多孔碳质吸附材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有微纳复合结构的多孔碳质吸附材料的制备方法。具体步骤为：将改性的中空纤维膜丝作为模板，利用各种碳源物质作为前驱体，得到具有中空结构的活性碳纤维HACF。然后，采用化学气相沉积法(CVD)，在HACF表面高温生长碳纳米管，得到具有微纳复合结构的中空活性碳纤维-碳纳米管(HACF-CNTs)复合碳材料。本发明得到的HACF-CNTs复合碳材料具有很高的比表面积和丰富的微孔结构，且微米相中空活性碳纤维与普通活性碳纤维相比，内部具有中空结构，能够容纳和生长更多的碳纳米管，打破了以往只能在传统的碳纤维外表面上生长碳纳米管的界限，必将在吸附材料领域发挥巨大的潜能。

主权项

一种具有微纳复合结构的多孔碳质吸附材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1) 以中空纤维膜丝作为模板，利用表面活性剂进行改性之后，浸渍在碳的前驱体溶液中，得到负载有碳的前驱体的中空纤维膜丝样品；(2) 将步骤(1)所得样品首先在惰性气体中碳化，碳化温度为650~950℃，碳化时间为10‑120分钟，然后利用活性气体进行活化，活化温度为600~950℃，活化时间为20‑120分钟，得到中空活性碳纤维；(3) 将步骤(2)所得中空活性碳纤维浸渍在金属溶液中，3~48小时后取出，干燥，得到内外表面均负载有金属催化剂的中空活性碳纤维样品；利用化学气相沉积法，在管式炉内依次通过氢气还原金属和高温通入碳源生长碳纳米管，得到内外表面均生长有碳纳米管的微纳复合结构样品；其中：还原温度为400~700℃，还原时间为30~120min，碳纳米管生长温度为500~900℃，时间为30~120min；(4) 将步骤(3)得到的样品利用稀酸清洗6~24小时，所用稀酸的摩尔浓度为3~5mol·L‑1，除掉残留的金属催化剂，得到具有微纳复合结构的多孔碳质吸附材料。