随着近年来经济社会的高速发展,资源储备量与社会消耗速度之间的不平衡引起的危机不断暴露在公众的视野里。因此,当今世界范围内的科学研究活动都正在以环境友好型和资源集约型为导向进行不断探索,对于整个人类社会而言,既有充分的实用功能性又适应可持续发展趋势的材料所产生的意义将远远大于其本身的经济价值。碳纤维作为十分重要的战略资源,它的生产和科研活动一直倍受世人关注短短几十年间,从具有高模量高强度轻质结构材料到具有高比表面积丰富孔隙结构活性碳纤维,碳纤维材料的应用范围不断在扩大,战略意义愈发深远,但较为局限的碳源物质限制了碳纤维的产能和结构调控,制备工艺的局限性也使得纤维直径无法达到一个更为理想的标准,在部分领域的应用还需突破瓶颈技术等等。随着纳米科技的兴起,对碳纤维材料多元化发展是一个非常难得的契机,因此碳纳米纤维的研究逐渐成为新的热点本课题针对目前研究的热点选取一种有别于常规碳源的苯并嗯嗪酚醛纤维作为制备碳纳米纤维的前驱体材料,结合静电纺丝技术对纤维直径实现有效细化,通过活化碳化制备具有丰富孔隙结构的多孔碳纳米纤维,并在此基础上向碳纤维内部引入磁性组分,以期在实现吸附功能后获得快速的分离富集效果。具体实验工作展开如下：考察以苯并嗯嗪树脂作为高分子聚合物前驱体制备酚醛基活性碳纳米纤维的过程,选择以纯苯并噫嗪碳源和苯并噫嗪/聚丙烯腈复合碳源作为两个平行试验组实施；通过运用类型丰富的多种测试表征技术,对碳纳米纤维成型过程中表界面物理化学性质以及微观结构的变化进行观察和描述,在对比分析的基础上研究以静电纺丝法纤维原丝制备酚醛基碳纳米纤维的微观结构变化规律及其特征。1.选择苯并嗯嗪型酚醛树脂作为碳纤维材料的主要碳源,成功制备了碳纳米纤维,重点研究碳纳米纤维制备过程中各阶段纤维形态结构与化学性质的变化规律,对这种新型碳纳米纤维材料形成了初步认识。2.结合静电纺丝技术在载体纳米纤维膜表面实现了苯并嗯嗪分子的原位聚合,成功制备了具有良好磁性的苯并嗯嗪碳纳米纤维材料,并且对其在水体有机污染物的吸附性能以及磁性分离能力进行了考察。3.借助上海同步辐射光源的技术支持,对碳纳米纤维材料制备过程中各阶段的微观结构都进行了同步辐射小角散射表征,并结合实验室常规测试手段的结果,对碳纳米纤维的微观孔隙结构特征做了较为深入的讨论,创新性地涉及到了开／闭孔结构问题。