納米碳纖維已有幾十年的研究歷史，但至今仍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。納米碳纖維主要包括靜電紡絲納米碳纖維和氣相生長(zhǎng)納米碳纖維，其中氣相生長(zhǎng)法制備的納米碳纖維是長(zhǎng)度在微米級(jí)尺度的粉末，制備過(guò)程需要使用催化劑，使用時(shí)需去除催化劑，工藝較復(fù)雜，且加工成膜需要使用粘結(jié)劑，不利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用；靜電紡絲法制備的納米碳纖維是連續(xù)的纖維組成的薄膜，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但目前由于制備工藝不完善，得到的納米碳纖維膜強(qiáng)度很差，尺寸較小，仍無(wú)法投入實(shí)際應(yīng)用。

本團(tuán)隊(duì)引入的大型靜電紡絲設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)大面積連續(xù)纖維膜的高效生產(chǎn)，并且改進(jìn)了后續(xù)的制備工藝，成功制備了較高強(qiáng)度的大面積連續(xù)納米碳纖維膜，填補(bǔ)了國(guó)際上這一技術(shù)空白，使納米碳纖維距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用更近一步。

本團(tuán)隊(duì)基于自有原創(chuàng)技術(shù)、面向國(guó)家和廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，以產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為目標(biāo)，圍繞靜電紡絲，預(yù)氧化、碳化、石墨化等技術(shù)，研究納米碳纖維膜規(guī)模化生產(chǎn)工藝和商業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

納米碳纖維膜通過(guò)靜電紡絲、預(yù)氧化、碳化、石墨化等工藝制備而成，是由直徑約100~500nm的連續(xù)納米纖維組成的薄膜，其纖維直徑比傳統(tǒng)碳纖維小十幾倍，纖維長(zhǎng)度則明顯大于碳納米管和氣相法合成的納米碳纖維（直徑短，長(zhǎng)度長(zhǎng)），具有比表面積大、孔隙率高、導(dǎo)電性好、缺陷少、力學(xué)強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，在電催化、電磁屏蔽、防靜電、導(dǎo)電導(dǎo)熱、電發(fā)熱等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

團(tuán)隊(duì)引進(jìn)了靜電紡絲生產(chǎn)線，擁有一整套納米碳纖維熱處理設(shè)備，并改進(jìn)了納米碳纖維膜的生產(chǎn)工藝，可制造出寬幅達(dá)1m的大面積連續(xù)納米碳纖維膜，填補(bǔ)了國(guó)際上的這一技術(shù)空白。

目前團(tuán)隊(duì)采用自行設(shè)計(jì)制造的大型生產(chǎn)型靜電紡絲機(jī)成功制備出寬幅1200mm的納米碳纖維膜。

納米碳纖維膜光學(xué)照片(a)平面圖（b）收卷圖

納米碳纖維膜掃描電子顯微鏡照片(a)高倍率（b）低倍率

納米碳纖維膜的基本性能參數(shù)：

u 比表面積：~50 m2/g

u 孔徑：3-100 nm, 4nm 介孔所占比例大

u 厚度：40-100 um

u 面密度：~0.8 mg/cm2

u 體積密度：~0.16 g/cm3

u 拉伸強(qiáng)度：~5 MPa

u 電磁屏蔽效能：~28 dB

u 厚度比效能：~670 dB/mm

u 密度比效能：~38975 dB·cm2/g

u 電阻率：~0.03 Ω·cm

u 電導(dǎo)率：~30 S/cm

納米碳纖維膜柔性展示