【摘 要】
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传统的加热方式是将化学能转化为热能,在转换过程中产生二氧化碳等污染物,不仅会对环境造成污染,还会在一定程度上对人民群众的身体健康产生影响。因此,各类新型加热方式逐渐成为研究热点。本论文以聚丙烯腈基碳纳米纤维为载体,以各类纳米碳材料为导电添加剂,通过静电纺丝技术进行制备电发热碳纳米纤维复合材料。采用扫描电镜（SEM）,红外光谱（FTIR）,拉曼光谱仪（RAMAN）,物理吸附仪（BET）,表面温度测试
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传统的加热方式是将化学能转化为热能,在转换过程中产生二氧化碳等污染物,不仅会对环境造成污染,还会在一定程度上对人民群众的身体健康产生影响。因此,各类新型加热方式逐渐成为研究热点。本论文以聚丙烯腈基碳纳米纤维为载体,以各类纳米碳材料为导电添加剂,通过静电纺丝技术进行制备电发热碳纳米纤维复合材料。采用扫描电镜（SEM）,红外光谱（FTIR）,拉曼光谱仪（RAMAN）,物理吸附仪（BET）,表面温度测试等表征手段对电发热碳纳米纤维复合材料的电热性能和其它性能进行探究。在最佳掺杂量的基础上,探究添加剂含量和碳化温度对其性能的影响,主要结论如下:（1）以碳纳米纤维（CNF）为载体,以氧化石墨烯（GO）为导电添加剂,通过静电纺丝技术和热处理（GO在高温下转变为还原氧化石墨烯（r GO））制备r GO/CNF。r GO/CNF的电导率随着氧化石墨烯含量的增大而逐渐升高,氧化石墨烯含量为5 wt%的r GO/CNF的电导率是未掺杂氧化石墨烯电导率的2.2倍,且r GO/CNF的电导率随着碳化温度的升高而逐渐上升。当氧化石墨烯含量为5wt%,碳化温度为1000℃,加载电压为21V,加载电流为0.51A时,r GO/CNF的表面温度最高可达251.9℃。r GO/CNF具有优异的化学稳定性和机械可靠性,在经过250次的折叠或者经过在浓硫酸中浸泡250h后,r GO/CNF的电导率没有出现太大范围的变化。（2）以碳纳米纤维为载体,以炭黑（CB）为添加剂,通过静电纺丝技术制备CB/CNF。因为纤维与纤维构建而成的孔洞,CB/CNF具有优异的吸油性能,并且CB/CNF的吸油性能随着碳化温度的提高而呈现上升趋势,当碳化温度为1100℃（CB含量为5wt%）时,CB/CNF的吸油能力为1433.3%。CB/CNF的电导率随着CB含量与碳化温度的上升而增大,当碳化温度为1000℃（炭黑含量为5wt%）,加载电压为31V,加载电流为0.66A时,CB/CNF的表面温度最高可达234.1℃。（3）以碳纳米纤维为载体,以洋葱碳（OLC）为添加剂,通过静电纺丝技术制备了OLC/CNF Precursor,通过加入不同种类的精华液可以作为不同功能化的面膜。在经过预氧化后称为OLC/CNF Intermediate,发现对阳离子染料（亚甲基蓝）有着优异的吸附能力（0.01g的OLC/CNF Intermediate加入100m L 10mg/L的亚甲基蓝溶液经过360min后吸附率可达83.1%）。最后经过高温碳化得到OLC/CNF,含量为20wt%的OLC/CNF的电导率为未掺杂OLC的1.5倍,而掺杂量为5wt%的OLC/CNF可以保持优异的力学性能。且当碳化温度为1100℃（洋葱碳含量为20wt%）,加载电压为30V,加载电流为2.79A时,OLC/CNF的表面温度最高可达588.4℃。
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