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一种碳纤维表面的修饰方法

一种碳纤维表面的修饰方法

  • 专利类型:发明专利
  • 有效期:不限
  • 发布日期:2021-07-15
  • 技术成熟度:详情咨询
交易价格: ¥面议
  • 法律状态核实
  • 签署交易协议
  • 代办官方过户
  • 交易成功

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  • 申请号 CN201310163863.6 
  • 公开号 CN-103243544-B 
  • 申请日 20130507 
  • 公开日 20150902 
  • 申请人 中国科学院山西煤炭化学研究所  
  • 优先权日期  
  • 发明人 吴刚平  
  • 主分类号
  • 申请人地址 030001 山西省太原市桃园南路27号 
  • 分类号 C25D11/02;D06M10/06 
  • 专利代理机构 太原市科瑞达专利代理有限公司 
  • 当前专利状态 授权 
  • 代理人 刘宝贤 
  • 有效性 有效 
  • 法律状态 授权
  •  
  • 01

    项目简介

    一种碳纤维表面的修饰方法是将氧化石墨烯溶于水中,pH值调整到8.0-13.0,采用机械搅拌或采用超声波进行分散,得到氧化石墨烯水溶液,将氧化石墨烯水溶液置于电解槽,以碳纤维作为电极的阳极材料,导电金属或石墨材料作为阴极材料,采用恒电位法或恒电流法对碳纤维电极施加电压或者电,涂敷有氧化石墨烯的碳纤维在加热炉中进行热处理到改性碳纤维。本发明简单实用、无污染,可工业化的优点。
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  • 02

    说明书


    1. 一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于包括如下步骤: (1) 按浓度为0.01克/升-2克/升,将氧化石墨烯溶于水中,再用碱将水溶液的pH值调整到8.0-13.0,采用机械搅拌速率为20转/分钟-300转/分钟,机械搅拌的时间为1小时-60小时,或采用功率范围是30瓦特-300瓦特的超声波进行分散10分钟-10小时,得到氧化石墨烯水溶液;(2) 将氧化石墨烯水溶液置于电解槽中,温度控制在20℃-80℃之间,以碳纤维作为电极的阳极材料,导电金属或石墨材料作为阴极材料,采用恒电位法或恒电流法对碳纤维电极施加电压或者电流;    (3) 将步骤(2)得到的涂敷有氧化石墨烯的碳纤维在加热炉中进行热处理,加热炉中的环境介质是空气、氧气、臭氧、氮气、氩气或氨气等,反应炉温度为80℃-600℃,停留时间为10秒-60分钟,得到改性碳纤维。
    2.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的氧化石墨烯溶液的浓度是0.05克/升-1克/升。
    3.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的机械分散氧化石墨烯分散液的机械搅拌速率为是50转/分钟-200转/分钟,机械搅拌的时间是2小时-10小时。
    4.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的超声分散氧化石墨烯分散液的功率范围是40瓦特-200瓦特,超声分散时间为10分钟-10小时。
    5.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的氧化石墨烯溶液的pH值是8.0-10.0。
    6.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的碱是氢氧化钠,氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化铝、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或几种的混合物。
    7.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(1)中的氧化石墨烯是表面含有羧基、羟基等含氧官能团的由碳原子构成的单层片状材料及其衍生物。
    8.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(2)中氧化石墨烯溶液的温度控制在30-60℃。
    9.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(2)中的恒电位法或恒电流法中,两电极距离控制在1厘米-20厘米范围。
    10.如权利要求9所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于两电极距离控制在2厘米-10厘米。
    11.如权利要求9所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于采用恒电位法时,对两电极施加1.0伏特-60伏特恒电压处理1分钟-60分钟;采用恒电流法时,对两电极施加80毫安培/克-300毫安培/克的恒电流密度处理1分钟-60分钟。
    12.如权利要求1所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(3)中碳纤维的热处理是使碳纤维依次通过一组温度为80℃-300℃的加热导辊,加热导辊的数量为2个-18个。
    13.如权利要求12所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于加热导辊的数量为3个-6个。
    14.如权利要求12所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于步骤(3)中通过加热导辊热处理碳纤维时,加热导辊的温度是恒定的,或是逐次升温的。
    15.如权利要求12所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于加热导辊的直径为10厘米-1米。
    16.如权利要求15所述的一种碳纤维表面的修饰方法,其特征在于加热导辊的直径为50厘米-0.5米。
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