DOI:10.1088/1757-899X/924/1/012019

通过对聚丙烯腈-铜盐纳米纤维的热处理制备了碳-铜氧化物纳米纤维。在这项研究中，使用两种不同的方法制备了PAN-铜盐，首先，采用静电纺丝法合成PAN-铜盐溶液（PAN-CuAc NF），其次，将电纺PAN纳米纤维浸入铜盐溶液（PAN-c-CuAcNF）中。这些方式对碳-铜氧化物纳米纤维的结构有明显的影响。通过扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱仪（SEM-EDX）、红外光谱仪（IR）、X射线衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪对碳-铜氧化物纳米纤维的形貌和结构进行了观察。SEM图像显示随机取向的纳米纤维结构，无微珠形成，纳米纤维的平均直径随着加工温度的升高而减小。红外光谱和XRD图谱证实了在碳-铜氧化物纳米纤维上形成芳香族结构和类石墨结构。拉曼光谱显示，当使用不同方法合成电纺PAN复合纳米纤维时，碳化纳米纤维的强度比（ID/IG）显示出不同的值，电纺PAN纳米纤维（CNF）为1.59，碳化PAN-CuAc纳米纤维（碳-铜氧化物NF）为1.92和碳化PAN-c-CuAc纳米纤维（C-c-铜氧化物NF）为0.60。使用EDX分析法成功检测到铜元素存在于碳-铜氧化物纳米纤维中。

图1.（a）电纺PAN，（b）PAN-CuAc和（c）PAN-c-CuAc的直径分布，（d）电纺CNF，（e）C-铜氧化物NF和（f）C-c-铜氧化物NF的稳定，以及（g）电纺CNF，（h）C-铜氧化物NF和（i）C-c-铜氧化物NF的碳化。

图2.（a）PAN，（b）PAN-CuAc和（c）PAN-c-CuAc，（d）稳定化电纺CNF，（e）C-铜氧化物NF和（f）C-c-铜氧化物NF，以及（g）碳化电纺CNF，（h）C-铜氧化物NF和（i）C-c-铜氧化物NF的SEM图像。

图3.（a）电纺PAN，（b）PAN-CuAc和（c）PAN-c-CuAc的红外光谱。

图4.（a）稳定化电纺CNF，（b）C-铜氧化物NF和（c）C-c-铜氧化物NF以及（d）碳化电纺CNF，（e）C-铜氧化物NF和（f）C-c-铜氧化物NF的IR光谱。

图5.热处理前后电纺（a）PAN，（b）PAN-CuAc和（c）PAN-c-CuAc纳米纤维的XRD图。

图6.（a）碳化电纺CNF，（b）C-铜氧化物NF和（c）C-c-铜氧化物NF的拉曼光谱。