以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法技术领域
本发明涉及微纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种以棉花为原料制备银修饰碳
纤维的方法。
背景技术
碳纤维，主要是由碳元素组成的一种纤维，其分子结构界于石墨与金刚石之间。碳
纤维具有很多的优点，如耐高温、耐腐蚀、导电性能好、热膨胀系数小等。特别是，碳纤维良
好的导电性能，使得碳纤维在能源、环境等领域具有很好的应用价值。
然而，碳纤维的本身阻值仍然相对较大，这在很大程度上限制了碳纤维在能源、环
境等领域更为广泛地应用。通过对碳纤维的表面进行金属修饰，可以提高它的导电性能，而
且碳纤维原有的优点保持不变。因此，如何有效地对碳纤维的表面进行金属修饰，进而提高
碳纤维的导电性，是碳纤维改性的一个重要研究课题。
目前，对碳纤维表面进行金属修饰的方法主要有气相氧化、液相氧化、电解氧化
等。通过这些方法对碳纤维表面进行金属修饰，尽管取得了一些较为显著的成果，但是同时
也存在工艺路线冗长、制备成本较高、环境不友好等诸多缺点。因此，寻找一种合成过程简
单、安全、环保、易实现，且成本优势显著的方法，对碳纤维表面进行金属修饰，对碳纤维在
能源、环境等领域中的发展具有重要的意义。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，
合成过程简单、安全、环保、易实现，且成本优势显著。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，包括以下步骤：
步骤1，称取一定量的棉花，先后放在去离子水、乙醇中进行清洗；
步骤2，将清洗处理后的棉花浸泡在浓度为0.04-0.08mol/L的硝酸银溶液中22～
26h，并随后放置于烘箱中干燥；
步骤3，将浸泡过硝酸银溶液并干燥处理后的棉花放置于管式马弗炉中，依次进行
预氧化、炭化处理：首先以升温速率为1～5℃/min，升温至300-320℃保温1.5～2.5h，并冷
却至室温，然后，再在通入氮气的惰性气氛中，以升温速率为1℃/min，升温至900℃保温1.5
～2.5h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳纤维。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，所述去离子水为RO超纯水，所述乙醇
为无水乙醇。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，将清洗处理后的棉花浸泡在浓度为
0.06mol/L的硝酸银溶液中24h，并随后放置于烘箱中干燥，干燥时间为48h。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，所述的预氧化、炭化处理在空气中，以
升温速率为1～5℃/min，升温至300-320℃保温2h，并冷却至室温，然后，再在通入氮气的惰
性气氛中，以升温速率为1℃/min，升温至900℃保温2h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳
纤维。
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用天然植物棉花作为模板，原料价格低廉、环境友好，同时，本制备方
法过程简单、安全、易实现。
(2)本发明制得的碳纤维直径约为10um，银颗粒尺寸约为1.0um，银颗粒以“嵌入
式”修饰在碳纤维上。这种“嵌入式”银颗粒修饰碳纤维的方式，使银颗粒与碳纤维之间的相
互作用力得到增加，从而改善了银颗粒与碳纤维的结合度。
附图说明
图1为本发明实施例1所述银修饰碳纤维的X-射线衍射图谱；
图2为本发明实施例1所述银修饰碳纤维的500倍扫描电子显微镜照片；
图3为本发明实施例1所述银修饰碳纤维的10000倍扫描电子显微镜照片；
图4为本发明合成示意图。
具体实施方式
结合附图，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡
以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵
盖范围之内。
实施例1：
一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，参阅图4，包括以下步骤：
步骤1，称取1.0g棉花，先后放在优普系列RO超纯水、无水乙醇(AR)中进行清洗。
步骤2，将清洗处理后的棉花浸泡在硝酸银浓度为0.06mol/L的硝酸银溶液中24h，
并随后放置于烘箱中干燥48h。
步骤3，将浸泡过硝酸银溶液、干燥处理后的棉花放置于管式马弗炉中，以升温速
率为1℃/min，升温至300℃保温2h，并冷却至室温。然后，再在通入氮气的惰性气氛中，以升
温速率为1℃/min，升温至900℃保温2h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳纤维。
该银修饰碳纤维的X-射线衍射图和电子扫描图片参阅图1-3，可见，本发明制得的
碳纤维直径约为10um，银颗粒尺寸约为1.0um，银颗粒以“嵌入式”修饰在碳纤维上。这种“嵌
入式”银颗粒修饰碳纤维的方式，使银颗粒与碳纤维之间的相互作用力得到增加，从而改善
了银颗粒与碳纤维的结合度。
实施例2：
一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，参阅图4，包括以下步骤：
步骤1，称取1.0g棉花，先后放在优普系列RO超纯水、无水乙醇(AR)中进行清洗。
步骤例2，将清洗处理后的棉花浸泡在硝酸银浓度为0.06mol/L的硝酸银溶液中
24h，并随后放置于烘箱中干燥48h。
步骤3，将浸泡过硝酸银溶液、干燥处理后的棉花放置于管式马弗炉中，以升温速
率为1℃/min，升温至320℃保温2h，并冷却至室温。然后，再在通入氮气的惰性气氛中，以升
温速率为1℃/min，升温至900℃保温2h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳纤维。
实施例3
一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，参阅图4，包括以下步骤：
步骤1，称取1.0g棉花，先后放在优普系列RO超纯水、无水乙醇(AR)中进行清洗。
步骤例2，将清洗处理后的棉花浸泡在硝酸银浓度为0.06mol/L的硝酸银溶液中
24h，并随后放置于烘箱中干燥48h。
步骤3，将浸泡过硝酸银溶液、干燥处理后的棉花放置于管式马弗炉中，以升温速
率为5℃/min，升温至300℃保温2h，并冷却至室温。然后，再在通入氮气的惰性气氛中，以升
温速率为1℃/min，升温至900℃保温2h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳纤维。
实施例4
一种以棉花为原料制备银修饰碳纤维的方法，参阅图4，包括以下步骤：
步骤1，称取1.0g棉花，先后放在优普系列RO超纯水、无水乙醇(AR)中进行清洗。
步骤例2，将清洗处理后的棉花浸泡在硝酸银浓度为0.06mol/L的硝酸银溶液中
24h，并随后放置于烘箱中干燥48h。
步骤3，将浸泡过硝酸银溶液、干燥处理后的棉花放置于管式马弗炉中，以升温速
率为5℃/min，升温至320℃保温2h，并冷却至室温。然后，再在通入氮气的惰性气氛中，以升
温速率为1℃/min，升温至900℃保温2h，并冷却至室温，即可得到银修饰碳纤维。