專利名稱：整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)90年代以來，納米碳纖維作為一種新型的碳質(zhì)材料引起了人們廣泛關(guān)注。納米碳纖維是一類直徑在3～200nm之間，長(zhǎng)度為0.1～1000μm不等，具有較大長(zhǎng)徑比的準(zhǔn)一維纖維狀的類石墨材料，具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)。
由于納米碳纖維的直徑介于納米碳管和氣相生長(zhǎng)碳纖維之間，納米碳纖維除具有氣相生長(zhǎng)碳纖維的特性如低密度、高比模量、高比強(qiáng)度、高導(dǎo)電性等之外，而且在結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用等方面還與納米碳管相似，具有缺陷少、結(jié)構(gòu)致密、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，所以，可用作催化材料、吸附材料、電極材料、電磁屏蔽材料、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料、高效分離材料等，目前已在航空、電子、能源、催化等越來越多的材料領(lǐng)域中呈現(xiàn)出廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
與此同時(shí)，隨著納米技術(shù)的蓬勃發(fā)展，納米復(fù)合材料的開發(fā)與制備已成為材料領(lǐng)域的熱門話題。納米復(fù)合材料無論是性質(zhì)還是功能，都比單一材料具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因而成為材料領(lǐng)域的一大突破。對(duì)納米碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，一方面可拓展納米碳纖維的應(yīng)用途徑；另一方面，在某些工程領(lǐng)域，如在工業(yè)催化過程中，納米碳纖維作為催化材料必須整裝化(催化術(shù)語謂之成型)，才能滿足工業(yè)催化反應(yīng)裝置對(duì)催化材料的裝填和使用要求。將納米碳纖維與具有宏觀結(jié)構(gòu)的基體進(jìn)行復(fù)合，可使原生粉末狀的納米碳纖維具備宏觀整體形狀，從而符合納米碳纖維的成型要求。所以，如何設(shè)計(jì)與制備納米碳纖維復(fù)合材料是進(jìn)行納米碳纖維應(yīng)用開發(fā)過程中必須要解決的問題。
對(duì)此，文獻(xiàn)1(朱東波等，新型炭材料，2002年，第17卷第3期，第66～69頁)利用PAN炭纖維針刺薄氈作為基體，通過催化化學(xué)氣相沉積的方法，以二茂鐵為催化劑，在基體上生長(zhǎng)出二次炭纖維，形成炭纖維復(fù)合材料。文獻(xiàn)2(Leon Lefferts，et al，Journal of Materials Chemistry，2004年，第14卷，第1590～1597頁)以堇青石單柱為基體，以鎳為催化劑，也通過催化化學(xué)氣相沉積的方法，在基體上生長(zhǎng)出納米碳纖維，制成納米碳纖維/陶瓷復(fù)合材料。文獻(xiàn)3(中國(guó)專利公開號(hào)CN1736585A)則公開了一種納米碳纖維/石墨氈復(fù)合催化材料及其制備方法，獲得了大比表面的納米碳纖維復(fù)合材料。
但是，上述的文獻(xiàn)和專利公開的技術(shù)，其一個(gè)顯著的缺陷是，納米碳纖維與基體中的碳纖維的聯(lián)結(jié)不牢固，納米碳纖維容易從所述復(fù)合材料中脫落，納米碳纖維直徑不均勻，所獲得的材料性能不穩(wěn)定，或不適合于有酸或堿的腐蝕性環(huán)境，因此，不利于在大規(guī)模裝置中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，以適應(yīng)多途徑的應(yīng)用需求。
本發(fā)明的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料是由碳纖維氈基體、碳纖維氈基體上涂覆的碳涂層和碳涂層中的納米碳纖維組成；以碳纖維氈基體重量為基準(zhǔn)，碳涂層的重量為基體重量的0.05～5倍，更好為0.1～3倍，最好為0.15～1.5倍；納米碳纖維的重量為基體重量的0.1～10倍，更好為0.2～8倍，最好為0.5～5倍；術(shù)語“涂層”指的是“用物理、化學(xué)或其它方法，在基體材料表面形成的一層金屬或非金屬的覆蓋層”(見文獻(xiàn)4胡傳炘等編著，涂層技術(shù)原理及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2000年，第1頁)，碳涂層就是指涂層材料為碳，如文獻(xiàn)5(Th.Vergunst，et al，Carbon，2002年，第40卷，第1891-1902頁)中對(duì)碳涂層有較詳細(xì)的描述。
本發(fā)明的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料的制備方法包括如下步驟(1)將碳纖維氈浸泡在含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液中0.5～5h，取出，離心除去多余溶液，再在50℃～200℃的溫度下，于空氣中加熱0.5～20h，獲得涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈；所說的含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液中，金屬鹽的重量濃度為0.02％～10％，酚醛樹脂與乙醇的重量配比為1∶0.2～1∶10；碳纖維氈與含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液的重量比例為1∶5～1∶500；金屬鹽包括過渡金屬的可溶性硝酸鹽、鹵素鹽、碳酸鹽或硫酸鹽，優(yōu)選的為鐵、鈷、鎳或銅的硝酸鹽、鹵素鹽、碳酸鹽或硫酸鹽；所述的酚醛樹脂固體可采用商業(yè)化的產(chǎn)品，如上海雙樹塑料廠生產(chǎn)的SP11型酚醛樹脂，系由甲醛和苯酚反應(yīng)合成的。
所述的碳纖維氈可采用商業(yè)化的產(chǎn)品，如上海新興碳素有限公司生產(chǎn)的聚丙烯腈基碳纖維氈，這是一種由聚丙烯腈基碳纖維編織而成的氈形材料。其它碳纖維商品還有粘膠基碳纖維氈和瀝青基碳纖維氈。碳纖維氈的宏觀形狀和尺寸可根據(jù)需要進(jìn)行裁剪，如采用矩形，圓形等，厚度一般為5～10mm。
(2)將步驟(1)得到的涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放置在含5～95％(體積)H2的Ar氣或N2氣中，升溫至500℃～900℃并保持1～6h，進(jìn)行酚醛樹脂的碳化，隨后切換通入含碳?xì)怏w，在500℃～900℃溫度下，進(jìn)行納米碳纖維在酚醛樹脂碳化物中的催化生長(zhǎng)反應(yīng)，生長(zhǎng)時(shí)間為0.5～20h，最后得到整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料；含碳?xì)怏w選自H2與一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯或丙烯氣體等中的一種以上的混合物，其中，H2的體積濃度為10～90％；由上述公開的技術(shù)方案可見，本發(fā)明方法所獲得的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料由三種碳材料，即宏觀形狀和尺寸的碳纖維氈基體，碳纖維氈基體上涂覆的碳涂層，以及碳涂層中生長(zhǎng)出的納米碳纖維所組成。本發(fā)明中的碳涂層是由酚醛樹脂碳化而成，酚醛樹脂溶液本身具有粘結(jié)性，與碳纖維氈基體粘結(jié)緊密。而納米碳纖維是在碳涂層中的催化劑上生長(zhǎng)出來的，納米碳纖維的根部深入碳涂層內(nèi)部，兩者結(jié)合牢固。所以，碳涂層的存在，增強(qiáng)了納米碳纖維與基體中碳纖維的聯(lián)結(jié)，納米碳纖維不易從所述復(fù)合材料中脫落。
酚醛樹脂溶液不但是一種粘結(jié)劑，還是一種大分子的表面活性劑，具有分散催化劑粒子并使其納米化的作用，從而保證了在催化劑粒子上生長(zhǎng)出的納米碳纖維能夠直徑均勻，并高度分散在碳纖維表面上，因而能獲得制備重復(fù)性好，性能穩(wěn)定，高質(zhì)量的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
本發(fā)明的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料的三部分組成都是碳材料，三者物理相溶性好，化學(xué)性能相似，特別適合于有酸或堿的腐蝕性環(huán)境，且耐高溫，抗氧化。
本發(fā)明的納米碳纖維復(fù)合材料不但具有整體結(jié)構(gòu)，可在大規(guī)模裝置中使用，而且質(zhì)地堅(jiān)硬，孔隙率高，比表面積大。由于復(fù)合材料中的納米碳纖維以原生態(tài)存在，因而完全保留了納米碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)和物化特性，所以，本發(fā)明的納米碳纖維復(fù)合材料可用作吸附材料、過濾材料、催化材料和電極材料等，是一種新型的整體型碳質(zhì)多孔材料。


圖1是納米碳纖維復(fù)合多孔材料的微觀形貌的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式
如下實(shí)施例1將酚醛樹脂固體(SP11型，上海雙樹塑料廠)在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末15g，加入無水乙醇15g，攪拌混合成溶液；再加入硝酸鎳固體1.5g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為1％。
取尺寸為φ7*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈(上海新興碳素有限公司)基體5個(gè)共重0.25g，放入上述溶液中浸泡4h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入120℃烘箱中干燥10h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含25％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫6h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C2H4(體積比為1∶2)混合氣，流量為60ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為9h。冷卻后即得5個(gè)尺寸為φ7*10(mm)的圓柱狀納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的0.33倍，納米碳纖維的重量為基體重量的1.21倍，復(fù)合多孔材料的密度為0.34g/cm3(原始碳纖維氈基體的密度為0.13g/cm3)。圓柱狀復(fù)合多孔材料的側(cè)壓強(qiáng)度為58N/cm；損耗率為0.6％。壓汞法測(cè)得的孔隙率為65％，測(cè)試儀器為美國(guó)麥克公司的Autopore IV 9500型壓汞儀；氮?dú)獾蜏匚锢砦椒y(cè)得的比表面積為40m2/g，測(cè)試儀器為美國(guó)麥克公司的ASAP 2010型物理吸附儀。
納米碳纖維復(fù)合多孔材料的微觀形貌的掃描電鏡照片見圖1。
整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料的密度可通過測(cè)定所得材料的重量和體積后計(jì)算得到；側(cè)壓強(qiáng)度采用HG/T2782-1966(化肥催化劑顆粒抗壓碎力的測(cè)定)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。損耗率表示納米碳纖維復(fù)合多孔材料在使用過程中的重量損失，損耗率小，則表明復(fù)合材料各部分結(jié)合牢固，納米碳纖維不易脫落。測(cè)試方法如下將0.5g干燥的納米碳纖維復(fù)合多孔材料浸泡在50ml體積含量為25％的乙醇溶液中，在超聲振蕩儀(美國(guó)Branson公司，型號(hào)為B3200S)中進(jìn)行超聲振蕩，保持1h，取出后進(jìn)行干燥，最后稱重。以材料初始重量為基準(zhǔn)，計(jì)算材料在測(cè)試前后的重量變化，得到損耗率結(jié)果。
實(shí)施例2將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末10g，加入無水乙醇20g，攪拌混合成溶液；再加入硝酸鎳固體0.75g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為0.5％。
取尺寸為φ7*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈基體5個(gè)，共重0.25g，放入上述溶液中浸泡0.5h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入200℃烘箱中干燥0.5h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含10％(體積)H2的N2氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫6h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C2H4(體積比為1∶2)混合氣，流量為120ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為6h。冷卻后即得5個(gè)尺寸為φ7*10(mm)的圓柱狀納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的0.17倍，納米碳纖維的重量為基體重量的0.48倍，復(fù)合催化材料的密度為0.22g/cm3。側(cè)壓強(qiáng)度為31N/cm，損耗率為0.3％?？紫堵蕿?1％，比表面積為18m2/g。
實(shí)施例3將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末30g，加入無水乙醇30g，攪拌混合成溶液；再加入硫酸銅固體4.7g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中銅重量含量為2％。
取尺寸為φ7*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈基體10個(gè)，共重0.5g，放入上述溶液中浸泡5h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入120℃烘箱中干燥8h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含25％(體積)H2的N2氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫3h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C2H6(體積比為1∶3)混合氣，流量為80ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為12h。冷卻后得到納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的0.57倍，納米碳纖維的重量為基體重量的1.43倍，復(fù)合催化材料的密度為0.40g/cm3，側(cè)壓強(qiáng)度為98N/cm，損耗率為0.7％?？紫堵蕿?3％，比表面積為53m2/g。
實(shí)施例4將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末20g，加入無水乙醇10g，攪拌混合成溶液；再加入硝酸鎳固體3g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為2％。
取尺寸為φ14*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈基體5個(gè)，共重0.5g，放入上述溶液中浸泡5h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入80℃烘箱中干燥15h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含40％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫3h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/CH4(體積比為1∶1)混合氣，流量為60ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為6h。冷卻后即得5個(gè)尺寸為φ14*10(mm)的圓柱狀納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的3.02倍，納米碳纖維的重量為基體重量的1.87倍，復(fù)合催化材料的密度為0.65g/cm3，側(cè)壓強(qiáng)度為114N/cm，損耗率為1.3％?？紫堵蕿?6％，比表面積為118m2/g。
實(shí)施例5將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末5g，加入無水乙醇25g，攪拌混合成溶液；再加2入硝酸鎳固體7.5g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為5％。
取聚丙烯腈基碳纖維氈基體5個(gè)，共重0.25g，放入上述溶液中浸泡1h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入120℃烘箱中干燥20h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含90％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至800℃，保溫6h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后降溫至550℃，并切換成H2/C2H4(體積比為1∶2)混合氣，流量為120ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為1h。冷卻后即得納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的0.12倍，納米碳纖維的重量為基體重量的3.55倍，側(cè)壓強(qiáng)度為86N/cm，損耗率為1.7％?？紫堵蕿?9％，比表面積為135m2/g。
實(shí)施例6將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末20g，加入無水乙醇20g，攪拌混合成溶液；再加入硝酸鎳固體0.1g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為0.05％。
取聚丙烯腈基碳纖維氈基體8個(gè)，共重0.8g，放入上述溶液中浸泡0.5h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入100℃烘箱中干燥7h。將上述涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含5％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為80ml/min，升溫至500℃，保溫5h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C2H4(體積比為1∶2)混合氣，流量為60ml/min，并升溫至700℃，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為20h。冷卻后即得納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的1.28倍，納米碳纖維的重量為基體重量的0.06倍，復(fù)合催化材料的密度為0.31g/cm3，側(cè)壓強(qiáng)度為45N/cm?？紫堵蕿?3％，比表面積為6m2/g。
實(shí)施例7將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末3g，加入無水乙醇27g，攪拌混合成溶液；再加入硝酸鎳固體20g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鎳重量含量為8％。
取尺寸為φ14*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈基體3個(gè)，共重0.3g，放入上述溶液中浸泡7h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入110℃烘箱中干燥18h。將上述3個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含80％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫1h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C2H4(體積比為1∶4)混合氣，流量為100ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為2h。冷卻后即得3個(gè)尺寸為φ14*10(mm)的圓柱狀納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的0.05倍，納米碳纖維的重量為基體重量的4.94倍，損耗率為2.1％，比表面積為169m2/g。
實(shí)施例8將酚醛樹脂固體在研缽中研磨粉碎，稱取酚醛樹脂粉末25g，加入無水乙醇5g，攪拌混合成溶液；再加入氯化鐵固體2.2g，繼續(xù)攪拌至全部溶解。所形成的溶液中鐵重量含量為1.5％。
取尺寸為φ14*10(mm)的聚丙烯腈基碳纖維氈基體6個(gè)，共重0.6g，放入上述溶液中浸泡2h。
取出后離心甩干，放入通風(fēng)櫥中自然晾干，然后放入120℃烘箱中干燥12h。將上述5個(gè)涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放入石英管式爐中，通入含20％(體積)H2的Ar氣，混合氣流量為160ml/min，升溫至600℃，保溫3h進(jìn)行酚醛樹脂的碳化；隨后切換成H2/C3H6(體積比為1∶2)混合氣，流量為120ml/min，進(jìn)行納米碳纖維的催化生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為9h。冷卻后即得6個(gè)尺寸為φ14*10(mm)的圓柱狀納米碳纖維復(fù)合多孔材料。
測(cè)得復(fù)合多孔材料中碳涂層的重量為基體重量的3.68倍，納米碳纖維的重量為基體重量的1.75倍，復(fù)合催化材料的密度為0.82g/cm3，側(cè)壓強(qiáng)度為132N/cm，損耗率為2.3％，比表面積為71m2/g。
權(quán)利要求
1.一種整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料，其特征在于，由碳纖維氈基體、碳纖維氈基體上涂覆的碳涂層和碳涂層中的納米碳纖維組成；以碳纖維氈基體重量為基準(zhǔn)，碳涂層的重量為基體重量的0.05～5倍；納米碳纖維的重量為基體重量的0.1～10倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料，其特征在于，以碳纖維氈基體重量為基準(zhǔn)，碳涂層的重量為基體重量的0.1～3倍，納米碳纖維的重量為基體重量的0.2～8倍。
3.制備權(quán)利要求1或2所述的整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料的方法，包括如下步驟(1)將碳纖維氈浸泡在含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液中，取出，除去多余溶液，再在50℃～200℃的溫度下，于空氣中加熱0.5～20h，獲得涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈；所說的含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液中，金屬鹽的重量濃度為0.02％～10％，酚醛樹脂與乙醇的重量配比為1∶0.2～1∶10；金屬鹽包括過渡金屬的可溶性硝酸鹽、鹵素鹽、碳酸鹽或硫酸鹽；(2)將步驟(1)得到的涂覆有金屬鹽和酚醛樹脂的碳纖維氈放置在含5～95％(體積)H2氣中，載氣為Ar氣或N2氣，升溫至500℃～900℃并保持1～6h，進(jìn)行酚醛樹脂的碳化，隨后切換通入含碳?xì)怏w，在500℃～900℃溫度下，進(jìn)行納米碳纖維在酚醛樹脂碳化物中的催化生長(zhǎng)反應(yīng)，生長(zhǎng)時(shí)間為0.5～20h，最后得到整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料；含碳?xì)怏w選自H2與一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯或丙烯氣體等中的一種以上的混合物，其中，H2的體積濃度為10～90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將碳纖維氈浸泡在含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液中0.5～5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，金屬鹽為鐵、鈷、鎳或銅的可溶性硝酸鹽、鹵素鹽、碳酸鹽或硫酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，碳纖維氈與含有金屬鹽的酚醛樹脂-乙醇溶液的重量比例為1∶5～1∶500。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，碳纖維氈的宏觀形狀和尺寸采用矩形，圓形等，厚度為5～10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整體型納米碳纖維復(fù)合多孔材料及其制備方法，所述材料由碳纖維氈基體，碳纖維氈基體上涂覆的碳涂層，以及碳涂層中生長(zhǎng)出的納米碳纖維構(gòu)成。制備方法為將碳纖維氈浸泡在含有金屬鹽的酚醛樹脂－乙醇溶液中，取出，除去多余溶液，在空氣中，50℃～200℃的溫度下加熱，然后在含H
文檔編號(hào)C04B35/622GK101070250SQ20071003820
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者李平, 李亭, 何昌春, 周興貴, 周靜紅, 隋志軍, 朱貽安 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)