刘秋实， 王晓娜， 刘大鹏， 邸江涛*， 门传玲*

（1. 上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200000；2. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 先进材料部，江苏 苏州 215123）

碳纳米纤维的制备方法主要有激光汽化法[1]、化学气相沉积法[2]、模板法和静电纺丝法[3-4]。其中，静电纺丝法具有操作简单、无污染、效率高等优点，是制备碳纳米纤维的主要方法。通过静电纺丝及热稳定、碳化得到的碳纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、热稳定性良好等优点[5]。

利用静电纺丝法制备碳纳米纤维的前驱体种类有很多。Lallave[6]使用有机溶剂型木质素作为前驱体，利用静电纺丝法制备了多孔碳纳米纤维。Chatterjee[7]以酸酐改性的硬木质素和软木质素为前驱体，通过静电纺丝法制备了中空结构的微孔碳纳米纤维，可以用于锂离子电池的负极材料。Youe[8]使用木质素-丙烯腈共聚物作为前驱体通过静电纺丝法制备了高导电性碳纳米纤维。另外，聚烯烃也可以用作碳纳米纤维的前驱体[9-10]。研究发现聚（咖啡酸五环三醇）木质素（PCFA）基碳纳米纤维因其具有线型结构，比硫酸盐木质素基碳纳米纤维具有更多的石墨结构[11-12]，这说明了前驱体的结构设计比热稳定化和碳化等后处理过程更重要。然而上述前驱体材料存在的共同缺点是可纺性差，PAN 作为前驱体可纺性较高[13-15]。但是由于在纺丝过程中PAN 不能与溶剂紧密结合导致PAN 基纳米纤维取向度低、致密性差。热稳定后分子链环化度低，形成的耐热梯形结构较少，致使PAN 纳米纤维无法承受高温碳化过程，导致其导电性无法提高。……