一种由木材制备碳纳米纤维气凝胶的方法与流程

文档序号:12086648阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种由木材制备碳纳米纤维气凝胶的方法,其特征在于,包括:

a)将木材进行前处理,得到木浆;

b)将上述木浆与四甲基哌啶氧化物、溴化钠和次氯酸钠混合,进行氧化反应,得到纤维素悬浮液;

c)将上述纤维素悬浮液抽滤后,分散于水中,打散,得到均一的粘稠状纳米纤维素溶液;

d)将上述纳米纤维素溶液在酸性环境下,进行酸化,得到纳米纤维素水凝胶;

e)将上述纳米纤维素水凝胶在含对甲苯磺酸的丙酮中进行溶剂交换,使用CO2超临界干燥法进行干燥,得到纳米纤维素气凝胶;

f)将所述纳米纤维素气凝胶在管式炉中高温热解得到碳纳米纤维气凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤a)的前处理具体为:

氢氧化钠溶液和酸性亚氯酸钠溶液多次回流。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述木浆的固含量、四甲基哌啶氧化物、溴化钠和次氯酸钠溶液的质量体积比为(1g):(0.01~0.03g):(0.05~0.2g):(5~15mL),所述次氯酸钠溶液的质量含量为5wt%~15wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述打散为使用搅拌机,转速为37000~50000转/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述酸性环境的pH值为2~3。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维素水凝胶固含量和对甲苯磺酸的质量比为5~15:1。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述CO2超临界干燥法样品室的温度为40℃~50℃,压强为9.0MPa。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述高温热解的升温程序为500℃之前升温速率为2℃/min,500℃后为5℃/min;所述高温热解的降温程序为500℃之前降温速率为5℃/min,500℃后为自然降温。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述高温热解的升温中,在500℃保持1h。

10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述高温热解的最终热解温度为800℃~1200℃,最终温度保持2小时。

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