磷钼酸对PAN基炭纤维的催化石墨化.docx

磷钼酸对 PAN 基炭纤维的催化石墨化刘露 ,肖雄 ,曹国飞 ,易守军 ,陈金华(湖南大学化学化工学院 ,湖南 长沙 410082)【摘要】 本文采用磷钼酸作为催化剂 ,通过交替直流电解处理 ,将其担载到炭纤维上 ,从而促进PA N 基炭纤维的石墨化 。考察了热处理温度以及电解液中磷钼酸浓度对 PA N 基炭纤维催化石墨化的 影响 。催化剂的担载状 况 、纤 维的 形貌 和 结构 变化 等分 别 通过 能量 散 射谱 ( ED S) 、扫 描电 子 显微 镜 ( S EM) 、X 射线衍射 ( XRD) 和激光拉曼光谱 ( Ra ma n) 等进行分析和表征 。结果表明 : 在磷钼酸和磷酸的水溶液中交替直流电解处理 ,可以有效地破坏 PA N 基炭纤维的组织结构 ,促进催化剂在 PA N 基炭 纤维上的担载和分散 ,对 PA N 基炭纤维的石墨化起到了明显的促进的作用 ,经 2400 ℃热处理 2 小时 后 ,炭纤维的石墨化度提高至 95 . 3 % ,L c 达到 250 ! 。【关键词】 磷钼酸 ; 交替直流电解 ; 炭纤维 ; 石墨化中图分类号 : TQ342 + . 31文献标识码 : ACatalytic Gra phitization of PAN2ba sed Carbon Fibers byPhosphomolybdic AcidL IU L u , XIAO Xiong , CAO Guo2f ei , Y I Shou2jun , C HEN Jin2hua( College of Chemistry and Chemical Engineering , Hunan Un iversity , Changsha 410082 , China)【Abstract】 Pho sp ho mol ybdic aci d u sed a s a cat al yst wa s di sp er sed i nto fi be r s t h ro ugh alt er nat eDCelect rol ysi s to accele rat e t he cat al ytic grap hitizatio n of polyacr ylo nit rile ( PA N) 2ba sed ca r bo n fi be r s. The eff ect sof t he heat t reat me nt t e mp erat ure a nd t he co nce nt ratio n of p ho sp ho mol ybdic aci d i n t he elect rol yt e o n cat al ytic grap hitizatio n of PA N2ba sed ca r bo n fi be r s were i nve sti gat e d. The loa di ng of cat al yst s a nd t he cha nge s of t he fi be r mo rp holo gy a nd st r uct ure were c ha ract e rized by e ne r gy di sp er sive X2ray sp ect ro scop y ( ED S) , sca nni ng elect ro n micro scop y ( S EM) , X2ray diff racto met r y ( XRD) a nd Ra ma n sp ect ro scop y ( Ra ma n) . The re sult s sho wt hat t he fi be r t e xt ure i s eff ectivel y de st ro yed a nd t he cat al yst s a re si mult a neo u sly di sp er sed i nto fi be r s af t er bei ng t reat ed by alt er nat e DC elect rol ysi s i n H3 PO4 a nd H12 PMo12 O40 a queo u s sol utio n . The cat al yticgrap hitizatio n of fi be r s i s o bvio u sl y accele rat e d. Af t er ha vi ng bee n heat t reat ed at 2400 ℃ fo r 2 h , t hegrap hi