本发明的课题在于提供能够对工艺油剂向纤维表层的侵入进行抑制,并且能够对纤维间粘接及表层的孔隙进行抑制的碳纤维束的制造方法、碳纤维束,作为解决手段而提供如下碳纤维束：通过广角X射线衍射法所得的微晶尺寸(Lc)为3.0nm以下,在自纤维表面起深度为0～10nm的区域中,存在通过SIMS(二次离子质谱法)算出的Si/C比为10以上的点,自纤维表面起深度为10nm处的通过SIMS算出的Si/C比为1.0以下。

本发明公开了一种抑制锂硫电池穿梭效应的三明治独立正极及其制备方法,制备方法如下：采用静电纺丝制备钴纳米颗粒嵌入的多孔碳纤维膜；然后将单质硫粉与科琴黑的混合物(活性物质)牢牢地夹在两钴纳米颗粒嵌入的多孔碳纤维膜之间,形成了独特的三明治结构电极。钴纳米颗粒嵌入的多孔碳纤维膜取代了传统铝箔,具有集流体的作用,其导电网状结构增大了与活性物质的接触面积,能够减少材料粉化脱落；钴纳米颗粒嵌入的多孔碳纤维膜对多硫化物穿梭也具备阻拦作用,能够加速多硫化物的转换,从根本上减少了多硫化物的穿梭；因此本发明有助于提高锂硫电池的能量密度,协调硫在充放电过程中的体积变化,并且能够显著抑制穿梭效应的发生。

本发明提供了一种内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维及其制备方法和应用,制备方法包括：将聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮混合后得到壳层纺丝溶液；将聚乙烯吡咯烷酮和二水氯化亚锡溶解得到芯层纺丝溶液；将壳层纺丝溶液、芯层纺丝溶液同轴静电纺丝,得到碳纤维前驱体；进行预氧化和碳化处理,得到内管壁负载氧化锡的中空多孔碳纳米纤维；与传统方法制得的多孔碳纳米纤维相比,将氧化锡与碳纤维结合形成网络骨架,不仅使碳纤维具有更多的活性位点和更高的比电容,同时其可控的离子、电子传输通道提高了氧化锡储存电荷的稳定性和高效性,制备的中空多孔碳纳米纤维可应用于锂电池及超级电容器等方面。

本发明公开了一种碳纤维原丝预氧化装置及其使用方法,包括设置在碳纤维原丝上的轴一,所述轴一的弧形轮廓上贯通连接有由外接机架固定的支架,所述支架的侧面固定连接有电机,所述电机上输出轴的右端与轴一的左端固定连接,所述支架的侧面固定连接有矩形限位杆,所述矩形限位杆上限位滑动连接有框一,所述框一的内壁定轴转动连接有蜗轮,所述蜗轮前侧上的圆心处固定连接有转动臂一。本发明,通过上述结构之间的配合使用,解决了在实际使用过程中,由于在纤维预氧化过程中氧气向纤维内部扩散缓慢和反应热量在纤维中心区域的积累也会对碳纤维最终的结构性能产生重要的影响,比如引起皮芯结构和微孔缺陷等问题。

本发明公开了一种用于聚氯乙烯无汞化合成的催化剂的制备方法,步骤包括：第一步、过渡金属盐加入溶剂中制备成均匀混合溶液；第二步、混合溶液中选择性加入含氮物质,第三步、聚丙烯腈中空纤维浸渍到过渡金属混合溶液中,吸附过渡金属及含氮物质,第四步、吸附过渡金属的PAN中空纤维稳定化处理；第五步、吸附过渡金属的PAN中空纤维碳化处理。本发明使用非贵金属铜、铁等储量较大,成本低廉,且环境友好；加入尿素或三聚氰胺等含氮物质引入氮元素,且在DMF或DMSO溶液中的均一性良好；PAN中空纤维自身也提供了氮掺杂,与过渡金属元素形成稳定的共轭结构,提升了催化活性,有更多活性位点；PAN中空纤维在稳定化和碳化处理后表面和内部的微孔,增大比表面积。

本发明是关于一种纺丝液及其制备方法,涉及Si/C复合材料制备技术领域。主要采用的技术方案为：一种纺丝液,用于制备Si/C复合纤维材料,其中,所述纺丝液中含有：溶剂、分散在所述溶剂中的硅颗粒、溶解在所述溶剂中的第一聚合物；其中,所述第一聚合物为能进行溶液纺丝的聚合物；其中,在所述纺丝液中,所述第一聚合物的质量分数为5-35％；在所述纺丝液中,所述硅颗粒的质量大于0,且不超过所述第一聚合物质量的50％。本发明主要用于提供一种能基于相分离工艺的溶液纺丝技术制备出Si/C复合纤维材料的纺丝液。该技术利于工业放大,便于Si/C复合纤维材料的批量化生产,同时生产成本也会大幅降低。

本发明是关于一种Si/C复合纤维材料及其制备方法和应用,涉及Si/C复合材料制备技术领域。主要采用的技术方案为：所述Si/C复合纤维材料由炭基体和分散于其中的Si颗粒复合而成；其中,所述Si/C复合纤维材料的外观呈长纤维状；所述Si/C复合纤维材料的微观结构为包覆硅颗粒的多孔炭。本发明主要提供一种基于相分离法的溶液纺丝技术制备的长纤维状的Si/C复合纤维材料及其制备方法,在此,所采用的基于相分离法的溶液纺丝技术工艺流程相对简单,利于工业放大,便于Si/C复合材料的批量化生产,同时生产成本也会大幅降低。

本发明公开了一种适用于高寒地区的碳纤维油剂。该适用于高寒地区的碳纤维油剂为有效成分与水配成的质量浓度在20～30％范围的乳化液,该油剂的特点是选用以聚二甲基硅氧烷为基础成分的有机硅油剂经过表面活性剂的接枝改性,添加了防冻剂、润滑剂及抗静电剂等成分,有效成分在空气环境中以5～10℃/min的速率开始降温,在20℃～-50℃的降温过程中分散体系的黏度在7.2mPa.s～25mPa.s的范围内变化,透光率为80％-95％,同时并无破乳及漂油现象的发生,在高寒环境中油剂乳液仍具有稳定性,在0～-50℃的寒冷环境中可稳定存放8～12个月。

本发明公开了一种耐切割石墨烯改性碳纤维长丝及其制备方法,该方法包含：步骤1,称取各原料；步骤2,将功能化石墨烯粉末分散于溶剂中,形成石墨烯分散液；步骤3,将碳纤维前驱体分散于溶剂中,形成碳纤维前驱体溶液；步骤4,将石墨烯分散液和碳纤维前驱体溶液共混均匀,形成石墨烯改性的碳纤维前驱体溶液；步骤5,以前驱体溶液作为纺丝原液,经纺丝制成石墨烯改性的碳纤维前驱体原丝；步骤6,对前驱体原丝进行预氧化处理,之后在保护性气氛中进行碳化处理,制得石墨烯改性复合碳纤维。本发明还提供了通过该方法制备的耐切割石墨烯改性碳纤维长丝。本发明制备的复合纤维综合性能优异,耐切割效果好,具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种通过石墨烯形成碳纤维PAN前驱体制备的石墨烯-碳复合纤维及其制备方法,该方法包含：步骤1,将氧化石墨烯、丙烯腈单体、溶剂及聚合引发剂混合进行超声辅助原位聚合,得到以石墨烯为模板分子插层聚合制备碳纤维PAN前驱体,并制成复合纺丝溶液；步骤2,将复合纺丝溶液经过脱单、脱泡后,纺丝制成复合原丝；步骤3,将复合原丝进行预氧化处理,在保护性气氛中进行碳化处理,制得石墨烯-碳复合纤维。本发明还提供了该方法中以石墨烯为模板分子插层聚合制备的碳纤维PAN前驱体,以及通过其制备的石墨烯-碳复合纤维。本发明制备的石墨烯-碳复合纤维具有优异力学性能,石墨烯对碳纤维的增强效果明显。