表面包覆氧化锌纳米线的碳纤维及制法_2

文档序号:9412364阅读:来源:国知局
含质量分数为2. 4%的纳米线形状氧化锌,并且 氧化锌纳米线是通过直接生长的方式包覆于碳纤维表面的;还包含质量分数为97. 6%的 除浆的T700S聚丙烯腈基碳纤维。从样品丝束中随机抽取10根单丝,通过扫描电子显微镜 在放大倍数为10000倍下拍照,然后在每一根单丝上随机抽取10根氧化锌纳米线,通过软 件ImageJ测量氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面夹角,然后将总共10根单丝所得到的100 个测量结果取算术平均值,计算得到氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面的平均夹角为63度。
[0027] 实施例2
[0028] 截取一段长度为10厘米的日本东丽公司T700S碳纤维,采用索氏抽提的方法处理 48小时,去除碳纤维表面上浆剂,再于80°C条件下真空烘干6小时。将该除浆的T700S碳 纤维置于100毫升浓盐酸中,在42°C条件下处理7分钟,之后用去离子水冲洗丝束,直至冲 洗后去离子水的pH值大于6. 5。将处理后的碳纤维作为阳极,以石墨棒为阴极,以饱和甘汞 电极为参比电极,三者连接直流稳压电源,然后将碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者置于 反应溶液中,反应溶液中包含浓度为0. 3摩尔每升的氨水和0. 1摩尔每升的硫酸锌。将反应 溶液升温至92°C,然后给碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者通电,控制碳纤维相对于参比 电极的电压为一 〇. 7伏特,反应时间为14分钟。反应完成后,采用去离子水反复冲洗碳纤 维丝束,直至冲洗后水的电导率不高于700微西门子每厘米,然后将丝束在126°C下烘干。 所制备的氧化锌纳米线包覆的碳纤维中,包含质量分数为2%的纳米线形状氧化锌,并且氧 化锌纳米线是通过直接生长的方式包覆于碳纤维表面的;还包含质量分数为98%的除浆 的T700S聚丙烯腈基碳纤维,并且该碳纤维在进行生长氧化锌纳米线工艺之前预先经过了 浓盐酸处理。从样品丝束中随机抽取10根单丝,通过扫描电子显微镜在放大倍数为10000 倍下拍照,然后在每一根单丝上随机抽取10根氧化锌纳米线,通过软件ImageJ测量氧化 锌纳米线c轴与碳纤维表面夹角,然后将总共10根单丝所得到的100个测量结果取算术平 均值,计算得到氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面的平均夹角为73度。
[0029] 实施例3
[0030] 截取一段长度为20厘米的未上浆的T300级聚丙烯腈基碳纤维(中国科学院山西 煤炭化学研究所生产),将该碳纤维置于300毫升浓盐酸中,在44°C条件下处理9分钟,之 后用去离子水冲洗丝束,直至冲洗后去离子水的pH值大于6. 5。将处理后的碳纤维作为阳 极,以石墨棒为阴极,以饱和甘汞电极为参比电极,三者连接直流稳压电源,然后将碳纤维、 石墨棒和饱和甘汞电极三者置于反应溶液中,反应溶液中包含浓度为0. 5摩尔每升的氢氧 化钾和0. 5摩尔每升的氯化锌。将反应溶液升温至93°C,然后给碳纤维、石墨棒和饱和甘汞 电极三者通电,控制碳纤维相对于参比电极的电压为一 0. 7伏特,反应时间为18分钟。反 应完成后,采用去离子水反复冲洗碳纤维丝束,直至冲洗后水的电导率不高于700微西门 子每厘米,然后将丝束在132°C下烘干。所制备的氧化锌纳米线包覆的碳纤维中,包含质量 分数为2. 8%的纳米线形状氧化锌,并且氧化锌纳米线是通过直接生长的方式包覆于碳纤 维表面的;还包含质量分数为97. 2%的除浆的T300级聚丙烯腈基碳纤维,并且该碳纤维在 进行生长氧化锌纳米线工艺之前预先经过了浓盐酸处理。从样品丝束中随机抽取10根单 丝,通过扫描电子显微镜在放大倍数为10000倍下拍照,然后在每一根单丝上随机抽取10 根氧化锌纳米线,通过软件ImageJ测量氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面夹角,然后将总共 10根单丝所得到的100个测量结果取算术平均值,计算得到氧化锌纳米线c轴与碳纤维表 面的平均夹角为88度。
[0031] 实施例4
[0032] 截取一段长度为20厘米的日本东丽公司T300碳纤维,采用索氏抽提的方法处理 48小时,去除碳纤维表面上浆剂,再于80°C条件下真空烘干6小时。将该除浆的T300碳 纤维置于500毫升浓盐酸中,在46°C条件下处理11分钟,之后用去离子水冲洗丝束,直至 冲洗后去离子水的PH值大于6. 5。将处理后的碳纤维作为阳极,以石墨棒为阴极,以饱和 甘汞电极为参比电极,三者连接直流稳压电源,然后将碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者 置于反应溶液中,反应溶液中包含浓度为0. 7摩尔每升的氢氧化钠和0. 9摩尔每升的碳酸 锌。将反应溶液升温至94°C,然后给碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者通电,控制碳纤维 相对于参比电极的电压为一 〇. 5伏特,反应时间为22分钟。反应完成后,采用去离子水反复 冲洗碳纤维丝束,直至冲洗后水的电导率不高于700微西门子每厘米,然后将丝束在138°C 下烘干。所制备的氧化锌纳米线包覆的碳纤维中,包含质量分数为3. 1%的纳米线形状氧 化锌,并且氧化锌纳米线是通过直接生长的方式包覆于碳纤维表面的;还包含质量分数为 96. 9%的除浆的T300聚丙烯腈基碳纤维,并且该碳纤维在进行生长氧化锌纳米线工艺之 前预先经过了浓盐酸处理。从样品丝束中随机抽取10根单丝,通过扫描电子显微镜在放大 倍数为10000倍下拍照,然后在每一根单丝上随机抽取10根氧化锌纳米线,通过软件Image J测量氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面夹角,然后将总共10根单丝所得到的100个测量结 果取算术平均值,计算得到氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面的平均夹角为91度。
[0033] 实施例5
[0034] 截取一段长度为50厘米的日本东丽公司T1000碳纤维,采用索氏抽提的方法处理 48小时,去除碳纤维表面上浆剂,再于80°C条件下真空烘干6小时。将该除浆的T1000碳 纤维置于500毫升浓盐酸中,在48°C条件下处理13分钟,之后用去离子水冲洗丝束,直至 冲洗后去离子水的PH值大于6. 5。将处理后的碳纤维作为阳极,以石墨棒为阴极,以饱和 甘汞电极为参比电极,三者连接直流稳压电源,然后将碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者 置于反应溶液中,反应溶液中包含浓度为0. 9摩尔每升的氢氧化钾和0. 7摩尔每升的碳酸 锌。将反应溶液升温至94°C,然后给碳纤维、石墨棒和饱和甘汞电极三者通电,控制碳纤维 相对于参比电极的电压为一 〇. 5伏特,反应时间为26分钟。反应完成后,采用去离子水反复 冲洗碳纤维丝束,直至冲洗后水的电导率不高于700微西门子每厘米,然后将丝束在144°C 下烘干。所制备的氧化锌纳米线包覆的碳纤维中,包含质量分数为3. 5%的纳米线形状氧 化锌,并且氧化锌纳米线是通过直接生长的方式包覆于碳纤维表面的;还包含质量分数为 96. 5%的除浆的TlOOO聚丙烯腈基碳纤维,并且该碳纤维在进行生长氧化锌纳米线工艺之 前预先经过了浓盐酸处理。从样品丝束中随机抽取10根单丝,通过扫描电子显微镜在放大 倍数为10000倍下拍照,然后在每一根单丝上随机抽取10根氧化锌纳米线,通过软件Image J测量氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面夹角,然后将总共10根单丝所得到的100个测量结 果取算术平均值,计算得到氧化锌纳米线c轴与碳纤维表面的平均夹角为69度。
[0035] 实施例6
[0036] 截取一段长度为20厘米的未上浆的T800级聚丙烯腈基碳纤维(山西钢科炭材料 有限公司),将该未上
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