一种基于碳纳米管的导电纤维制备方法与流程

技术特征：

1.一种基于碳纳米管的导电纤维制备方法，在模板纤维上包覆多壁碳纳米管构成宏观导电纤维，包括如下主要步骤：

(1)制备酸化碳纳米管：将多壁碳纳米管加入混酸中，混酸由浓硫酸和浓硝酸按体积比为2:1～4:1混合所得；多壁碳纳米管与混酸的质量配比为1:20～1:50，混合后超声处理8～10h，反应所得的固体经水稀释、洗涤、抽滤分离后得到酸化碳纳米管；

(2)制备酸化碳纳米管分散液：阴离子型表面活性剂按0.4～1.5g/L添加到水中溶解分散均匀获得表面活性剂溶液，将酸化碳纳米管添加到溶液中，碳纳米管与表面活性剂的质量配比为1:2～2:1，超声处理得到均匀稳定的碳纳米管分散液；

(3)在旋转浸渍设备上固定模板纤维，模板纤维的长度方向与旋转浸渍设备转轴近乎垂直；模板纤维以间歇方式浸渍到(2)所得碳纳米管分散液中，并在所述碳纳米管分散液中保持450～1500m/s的线速度；模板纤维在碳纳米管分散液中的累积浸渍时间为10～50min；

(4)依次用稀酸和纯水洗涤复合纤维，并将复合纤维置于40～60℃的真空烘箱中干燥10～16小时，得到目标产物基于碳纳米管包覆模板纤维的宏观导电纤维。

2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，步骤(1)中多壁碳纳米管的直径和长度分别为10～20nm和10～30μm。

3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，步骤(2)中表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基硫酸锂中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，所述模板纤维经无水乙醇和清水浸泡10～60min前处理，以除去纤维表面杂质。

5.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述超声功率为100～300W，超声时间为30～100min。

6.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述模板纤维为纤维素纤维和涤纶纤维中的一种，纤维的直径为1～50μm。

7.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述用于洗涤的稀酸为稀硝酸、稀硫酸或稀盐酸中的一种，所述稀酸的浓度为0.4～1.0mol/L。

8.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，采用如下的工艺参数：模板纤维经无水乙醇和清水浸泡30min前处理；混酸为体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸；多壁碳纳米管与混酸的质量配比为1:40，混合后超声处理8h；碳纳米管与十二烷基硫酸钠的质量比1:1；模板纤维的线速度800m/s；溶液中的浸渍累积时间20min,得到电导率30.00S/cm的宏观导电纤维。

9.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导电纤维制备方法，其特征在于，将所得宏观复合导电纤维浸入90℃0.5mg/ml水合肼溶液中还原90min，然后用水洗涤复合纤维，将其置于60℃的真空烘箱中干燥10h，最终得到电导率为40S/cm的宏观复合导电纤维。