[发明专利]一种纺锤形碳纳米管纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，具体如下：

基于电化学系统，以一维碳纳米管纤维作为工作电极且贯穿液-气两相界面，向工作电极施加负电压，使电解液中的氢离子被还原为氢气并产生气泡；在该过程中，位于液-气界面处的碳纳米管纤维发生氢离子还原反应，产物氢气气泡的溢出使液-气界面产生高效的析氢反应，在液-气界面处大量氢气气泡的溢出使得碳纳米管纤维内部缠绕或者紧密排列的碳纳米管分离，从而获得局部膨胀的碳纳米管纤维，得到纺锤形碳纳米管纤维。

2.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述电化学系统为两电极系统或三电极系统。

3.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述一维碳纳米管纤维竖直放入电解液中，且至少1/2部分浸入电解液。

4.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述电解液为盐酸、硫酸、高锰酸或高氯酸中的至少一种，优选采用浓度为1M的硫酸溶液。

5.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，制备过程中施加的电压为-1V～-10V，优选为-2V～-7V。

6.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，制备过程中施加电压的持续时间1min。

7.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述一维碳纳米管纤维的一端用导电银浆与无漆包线的铜线连接，进而连接电源负极。

8.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述一维碳纳米管纤维的直径为60μm。

9.根据权利要求1所述的纺锤形碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于，所述电化学系统为两电极系统，包括直流电压源、敞口容器、参考电极和工作电极；所述敞口容器内盛有电解液，参考电极和工作电极均部分浸入电解液中；直流电压源的负极与工作电极相连，正极与参考电极相连，以构成电化学反应体系。

10.一种利用权利要求1～9任一所述制备方法得到的纺锤形碳纳米管纤维，其特征在于，纺锤形结构的直径为毫米级别，包含多层的碳纳米管网络，其具有微米级的孔径，所述纺锤形碳纳米管纤维的体积为原始一维碳纳米管纤维的1000倍及以上。