[发明专利]离子液体为溶剂湿法纺丝制备远红外碳纳米导电纤维的方法

权利要求书

1.一种离子液体为溶剂湿法纺丝制备碳纳米导电纤维的方法，所用离子液体选自如下阴阳离子组合中的一种或两种以上的混合物，阳离子为1-R₁-3-R₂咪唑阳离子，其中R₁＝C_nH_2n+1,n＝2,4；或R₁＝C₃H₅；R₂＝C_mH_2m+1，m＝1,2,4；阴离子X^-的类型为氯离子,甲酸根,乙酸根,丙酸根,苯甲酸根,磷酸二甲酯,磷酸二乙酯，磷酸二丁酯阴离子。

工艺流程为：称取质量分数为0.5-2％(wt％)的天然高分子材料，于一定量的离子液体中90-120℃机械搅拌30min-1h至完全溶解，得溶液1；称取与溶液1相同量的离子液体于研钵中，添加质量分数为2-10％的碳纳米管，或2-10％的石墨烯，或质量百分比为(1-4％)碳纳米管:(4-1％)石墨烯的混合物，常温研磨30min-1h，得混合液2；将混合液2添加至90℃-120℃的溶液1中机械搅拌混合1-2h，得混合液3。将混合液3置于纺丝设备中，设置合适的纺丝流量、纺丝孔直径和纺丝喷头长径比，以去离子水为凝固液进行湿法纺丝。清洗后的纤维丝状物部分送入一定质量分数的漆酶和/或酚类化合物的水溶液中常温进行表面处理；部分直接30℃烘干。上述两部分丝状物烘干后可得导电性能优良的碳纳米导电纤维。将未经漆酶和/或酚类化合物处理的与处理后的碳纳米导电纤维相比较，经漆酶和/或酚类化合物处理的碳纳米导电纤维具有更好的机械性能。

2.根据权利要求1所述的方法，所述天然高分子材料主要包括棉、毛、丝、麻以及木材。

3.根据权利要求1所述的方法，所述碳纳米管优选为羧基化改性的多壁或单壁碳纳米管，来源通过商购获得或通过实验室制备获得。

4.根据权利要求1所述方法，所述石墨烯为羧基化改性的多层或单层石墨烯，来源通过商购获得或通过实验室制备获得。

5.根据权利要求1所述的方法，湿法纺丝的纺丝流量范围为0.01-1mL/min；纺丝孔直径为0.46mm或0.98mm，纺丝喷头长径比优选为2。

6.根据权利要求1所述的方法，用于该导电纤维表面处理的漆酶含量约为天然高分子材料干重的0.5％-1％；用于该导电纤维表面处理的酚类化合物含量约为导电纤维干重的0.1％-0.5％。

7.根据权利要求1所述的方法制备的碳纳米导电纤维，其特征在于：其导电纤维电导率范围为0.5-1500S/m；比表面积为60-190m²/g；断裂强度为8-186MPa。