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公开(公告)号:CN119843390A
公开(公告)日:2025-04-18
申请号:CN202510082047.5
申请日:2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种分子级掺杂的糖基多功能碳纤维及其制备方法,属于碳纤维制备技术领域。本发明通过以水溶性糖类、凝胶单体及纺丝助剂为主要原料,使用既能够帮助纤维凝固,又能够掺入功能化分子的离子凝胶助剂配制凝固浴,经湿法纺丝和烘干原位制备包含多功能分子的碳纤维原丝,再经过预碳化和碳化处理实现分子级掺杂多功能碳纤维的高效合成。多功能分子的引入显著提升了碳纤维的综合性能,包括耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高电导、高热导和高比表面积。因其高电导、高比表面积及抗氧化性能,在原位引入高赝电容物质的支持下,为柔性纤维状超级电容器的广泛应用提供了强大的材料基础。这种技术突破将有助于实现高效、耐用的储能解决方案。
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公开(公告)号:CN116876109B
公开(公告)日:2024-04-12
申请号:CN202311049335.8
申请日:2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种石墨烯复合纤维及其制备方法。所述石墨烯复合纤维制备方法的步骤包括:将氧化石墨烯、小分子碳源和海藻酸钠分散于水中,制备纺丝前驱体溶液;然后通过湿法纺丝得到凝胶纤维,采用的凝固浴为氯化钙乙醇水溶液;将干燥后的凝胶纤维先进行还原处理,再于惰性气氛中进行高温处理。本发明通过对石墨烯纤维的成分设计和分子级结构设计,通过湿法纺丝,获得了米级尺度的石墨烯/小分子碳源复合纤维。本发明创新性地在纤维内部石墨烯片层中引入生物质小分子碳源,获得了跨尺度融合的石墨烯片层‑小分子碳源复合结构,增强了纤维内部石墨烯片层间的相互作用,提高了纤维性能,降低了石墨烯纤维制备工艺难度,改善其可连续纺丝性。
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公开(公告)号:CN114645149A
公开(公告)日:2022-06-21
申请号:CN202210281406.6
申请日:2022-03-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C22C1/05 , B22F3/14 , B22F3/18 , C01B32/184 , C22C9/00 , H01B1/02 , H01B13/00 , B22F1/102 , B22F1/17 , B22F1/142
Abstract: 本发明公开了一种具有复合界面结构的原位自生石墨烯/铜复合材料的制备方法,涉及复合材料领域。该制备方法包括以下步骤:将原料铜在空气中加热氧化,再通过甲酸浸泡,烘干,再经升温碳化处理,最后经SPS烧结得到所述具有复合界面结构的原位自生石墨烯/铜复合材料。本发明以微米级铜粉为原料,通过空气氧化、甲酸酸化的工艺流程,将甲酸铜均匀包覆于原料铜,并通过热处理及SPS烧结的流程,使得甲酸铜分解生成亚微米尺寸铜颗粒以获得双峰晶粒尺度分布的同时,在复合材料界面处均匀引入少量碳,并在铜的催化作用下生成结晶化程度较高、缺陷较少的石墨烯,最后获得一种具有复合界面结构的高强高导的石墨烯/铜复合材料。
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公开(公告)号:CN119843392A
公开(公告)日:2025-04-18
申请号:CN202510082262.5
申请日:2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色低成本糖基多功能碳纤维及其制备方法,属于碳纤维制备技术领域。本发明以水溶性糖类、凝胶单体、增强相及纺丝助剂为主要原料,经湿法纺丝和烘干原位制备包含多功能相的碳纤维原丝,再经过预碳化和碳化处理实现多功能碳纤维的高效合成。本发明制备的碳纤维中引入的多功能相赋予碳纤维耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高电导、高热导和高比表面积等优异性能,使其在有望应用于航空航天、汽车工业、电子设备、能源领域、建筑工程、医疗器械和环境保护等多个领域。
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公开(公告)号:CN119843391A
公开(公告)日:2025-04-18
申请号:CN202510082229.2
申请日:2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色环保低成本糖基高强度碳纤维及其制备方法,属于碳纤维制备技术领域。本发明以可再生的水溶性糖类为碳源,利用水作为溶剂,通过湿法纺丝制备碳纤维原丝,并经过预碳化和碳化处理,实现碳纤维的高效合成。本发明提供的制备方法工艺简单,周期短,所用原料绿色、廉价,生产成本低,且不排放有毒有害物质。得到的碳纤维结构均匀致密,具备优异的力学性能,且表面具有沟槽,与其他材料复合时结合良好。
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公开(公告)号:CN116815342B
公开(公告)日:2024-04-09
申请号:CN202311049253.3
申请日:2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法,属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括:(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液;(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴;(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维;(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸,创新性地引入化学牵伸方法,将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程,缩短至数十分钟乃至数分钟,减少了牵伸装置的数量和长度,大幅提升了纤维原丝成型效率,缩短原丝牵伸定型周期,提高原丝制备容错率,降低原丝制备成本。
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公开(公告)号:CN116815342A
公开(公告)日:2023-09-29
申请号:CN202311049253.3
申请日:2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法,属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括:(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液;(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴;(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维;(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸,创新性地引入化学牵伸方法,将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程,缩短至数十分钟乃至数分钟,减少了牵伸装置的数量和长度,大幅提升了纤维原丝成型效率,缩短原丝牵伸定型周期,提高原丝制备容错率,降低原丝制备成本。
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公开(公告)号:CN119898763A
公开(公告)日:2025-04-29
申请号:CN202510082247.0
申请日:2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种微米级超大碳洋葱及其制备方法,属于碳洋葱制备技术领域。本发明通过以水溶性糖类、凝胶单体和定形助剂为主要原料,通过凝固浴定型和烘干工艺形成凝胶结构,随后经过高温石墨化处理,实现了大尺寸碳洋葱的高效合成。与传统方法相比,本发明不仅在环保性和合成效率方面具有显著优势,还突破了尺寸限制,成功合成的最大碳洋葱为椭球形,长轴达21.94μm,短轴为17.63μm,分别是已知最大天然碳洋葱尺寸的399倍和321倍,远超人工合成碳洋葱的最大直径(200nm),为碳洋葱在超级电容器、锂电池、催化剂载体和气体吸附储存等领域的广泛应用提供了更为广阔的前景。
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公开(公告)号:CN116876093B
公开(公告)日:2024-05-17
申请号:CN202311049425.7
申请日:2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , C08F220/56 , C08F222/38 , D01D5/06
Abstract: 本发明公开了一种聚丙烯酰胺/石墨烯复合纤维及其制备方法,属于石墨烯复合纤维技术领域。所述聚丙烯酰胺/石墨烯复合纤维制备方法的步骤包括:将氧化石墨烯、丙烯酰胺和海藻酸钠分散于水中,经聚合反应后得到纺丝前驱体溶液;然后通过湿法纺丝得到凝胶纤维;将干燥后的凝胶纤维进行还原处理,制得石墨烯复合纤维。本发明创新性地引入了聚丙烯酰胺凝胶体系,使丙烯酰胺发生聚合反应形成聚丙烯酰胺凝胶网络,实现了石墨烯纤维单丝的连续制备,将纤维单丝的制备和收集一体化。在石墨烯纤维优异的性能基础上,可实现连续化大批量生产,在未来工业生产中可实现广泛应用。
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公开(公告)号:CN116876109A
公开(公告)日:2023-10-13
申请号:CN202311049335.8
申请日:2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种石墨烯复合纤维及其制备方法。所述石墨烯复合纤维制备方法的步骤包括:将氧化石墨烯、小分子碳源和海藻酸钠分散于水中,制备纺丝前驱体溶液;然后通过湿法纺丝得到凝胶纤维,采用的凝固浴为氯化钙乙醇水溶液;将干燥后的凝胶纤维先进行还原处理,再于惰性气氛中进行高温处理。本发明通过对石墨烯纤维的成分设计和分子级结构设计,通过湿法纺丝,获得了米级尺度的石墨烯/小分子碳源复合纤维。本发明创新性地在纤维内部石墨烯片层中引入生物质小分子碳源,获得了跨尺度融合的石墨烯片层‑小分子碳源复合结构,增强了纤维内部石墨烯片层间的相互作用,提高了纤维性能,降低了石墨烯纤维制备工艺难度,改善其可连续纺丝性。
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