CN104709899B - 一种石墨烯纳米带碳纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯纳米带碳纤维及其制备方法，该方法包括：（1）在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层；（2）采用金属刻蚀法将步骤（1）的单壁碳纳米管蚀刻成石墨烯纳米带；（3）采用拉丝模将步骤（2）中制备的石墨烯纳米带进行后处理得到石墨烯纳米带碳纤维。根据本发明制备的石墨烯纳米带碳纤维中，石墨烯纳米带含量多，直径宽，长度长，且石墨烯纳米带之间的结合面积大，边缘结合力增大，力学性能更优越。

Description

一种石墨烯纳米带碳纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种石墨烯纳米带碳纤维及其制备方法。

背景技术

碳纤维重量轻，力学性能优异，稳定性极好，且耐腐蚀，在军事、航空航天，汽车，体育器材及风力发电设备等领域具有广泛的应用，是具有重要战略意义的新型材料。目前，世界上主要有日本、美国等近十家公司生产碳纤维，但其技术以及产品对中国禁运。因此，立足于国内，大力支持和自主研发高性能碳纤维是我国《新材料产业十二五发展规划》的一项重要内容和方向。

碳纳米管中碳原子之间通过sp²杂化成键连接，键长0.14纳米，是自然界最稳定、最强的化学键，使碳纳米管具有非常优异的力学性能。现已证明单根单壁碳纳米管杨氏模量达到1TPa，拉伸强度达到50-200GPa，由于碳纳米管性能比碳纤维高一个数量级，延伸率长，可弯曲，又被称为“超级纤维”，因此人们希望由碳纳米管构建成的碳纳米管碳纤维能够比普通碳纤维具有更好的性能。剑桥大学Windle，清华大学范守善、苏州纳米所李清文，天津大学李亚利都开展了碳纳米管类碳纤维研究，但是现有技术中制备的碳纳米管碳纤维比普通碳纤维性能反而还差，尚不及T300碳纤维水平，原因可能是碳纳米管之间的弱作用力导致碳纳米管之间连接较弱。

石墨烯是由碳原子六角结构紧密排列的二维单层石墨，其自被成功制备以来就引起了人们的极大兴趣，其发现者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2010年被授予诺贝尔物理奖。石墨烯中碳原子的结合也是通过sp²杂化成键，这决定了石墨烯拥有与碳纳米管类似的力学性能，因此可以将石墨烯替代碳纳米管用于构建新型的碳纤维材料。如果将石墨烯替代碳纳米管用于构建新型的碳纤维材料中，进一步需要考虑的问题是石墨烯材料的长径比，即长度和直径之比。材料工程中希望得到的材料的长径比至少是20：1，然而单壁碳纳米管的长径比能达到1000：1以上。因此，如果能够将单壁碳纳米管沿轴向切开，得到石墨烯纳米带，这样即能保持单壁碳纳米管大的长径比（在石墨烯纳米带中体现的就是长宽比），又能够发挥石墨烯中碳原子之间的高强键和的优异特性；同时其石墨烯纳米带之间的堆叠方式又能克服单壁碳纳米管宏观体中管间连接弱的缺陷。因此，石墨烯纳米带的宏量制备及由其构建的新型的碳纤维材料将具有优异的性能和重要的应用前景。

目前，制备石墨烯纳米带的方法主要有金属颗粒刻蚀石墨法、化学自组装法及多壁碳纳米管等离子体刻蚀等方法。其中，金属颗粒刻蚀石墨法得到的石墨烯纳米带含量少，易碎，且易与石墨混杂在一起；化学自组装法制得的石墨烯纳米带长度太短，难以达到较大的长宽比；多壁碳纳米管等离子体刻蚀法制得的石墨烯纳米带宽度较大（一般在15nm以上），边缘不规则，条件难以调控，得到的石墨烯纳米带产率低（重量比小于1％），不适合宏量制备。因此，现有技术的这些方法都不能制备出理想的石墨烯纳米带，利用石墨烯纳米带构建新型的碳纤维材料的进一步研发将不能顺利进行。

因此，对如何制备出理想的石墨烯纳米带，以及更进一步制备出石墨烯纳米带碳纤维有待于研究和发现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中采用金属颗粒刻蚀石墨法、化学自组装法以及多壁碳纳米管等离子体刻蚀等方法制备的石墨烯纳米带易碎、长度短、边缘不规则以及难以调控的缺陷，以及本发明的目的还在于克服采用现有技术中制备的石墨烯纳米带不能构成力学性能优良的石墨烯纳米带碳纤维的缺陷，提供一种新型的石墨烯纳米带碳纤维的制备方法。

本发明提供一种石墨烯纳米带碳纤维的制备方法，该方法包括：

（1）在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层；

（2）采用金属刻蚀法将步骤（1）的表面上镀有金属镀层的单壁碳纳米管蚀刻成石墨烯纳米带；

（3）采用拉丝模将步骤（2）中制备的石墨烯纳米带进行后处理得到石墨烯纳米带碳纤维。

采用本发明的方法制备的石墨烯纳米带碳纤维中，石墨烯纳米带含量多，直径长，长度长，且石墨烯纳米带之间的结合面积大，边缘结合力增大，力学性能更优越。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例1中所述的单根单壁碳纳米管的AFM图像；

图2是本发明实施例1中采用金属刻蚀法将表面镀有镍镀层的单根单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带的AFM图像；

图3是本发明实施例2中所述的单根单壁碳纳米管的TEM图像；

图4是本发明实施例2中采用金属刻蚀法将表面镀有钴镀层的单根单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带的TEM图像；

图5是本发明采用拉丝模方法处理石墨烯纳米带的示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种石墨烯纳米带碳纤维的制备方法，该方法包括：

（1）在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层；

（2）采用金属刻蚀法将步骤（1）的表面上镀有金属镀层的单壁碳纳米管蚀刻成石墨烯纳米带；

（3）采用拉丝模将步骤（2）中制备的石墨烯纳米带进行后处理得到石墨烯纳米带碳纤维。

根据本发明，所述单壁碳纳米管可以为一维直筒型单壁碳纳米管，可以商购得到也可以按照本领域技术人员公知的方法制备获得。在本发明中，优选情况下，所述单壁碳纳米管的直径可以为2-6纳米，长度可以为1-100微米。

根据本发明，在步骤（1）中，在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层的方法可以为各种本领域技术人员公知的方法，优选为真空热蒸镀法。所述真空热蒸镀法指的是在真空条件下，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体（衬底）表面，凝结形成固态薄膜的方法。

根据本发明，所述真空热蒸镀法的条件包括：真空度为10^-2-10^-4Pa，优选为10^-3-10^-4Pa，温度为700-1100℃，优选为700-900℃。在本发明中，所述真空热蒸镀法的处理时间没有具体限定，只要能够在所述单壁碳纳米管的表面上镀上厚度为0.1-1.5nm，优选为0.5-1nm的金属镀层即可。在本发明中，在所述单壁碳纳米管的表面上镀上厚度为0.1-1.5nm，优选为0.5-1nm的金属镀层的时间可以为10-30分钟，优选为10-15分钟。

根据本发明，在步骤（1）中，所述金属镀层中的金属，即在进行热真空蒸镀时所采用的金属材料可以为镍、钴和铁中的一种或多种，在单壁碳纳米管上蒸镀金属镀层，尤其是镍镀层、钴镀层和铁镀层中的任意一种或多种更适合于碳纳米管生长。

根据本发明，采用金属刻蚀法将表面镀有金属镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带的机理是：在高温加热条件下，将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管与氢气接触，金属镀层中的金属会以分子运动状态沿着单壁碳纳米管的轴向移动，在合适的温度下有些碳原子会与氢气反应，因而像剪刀一样将单壁碳纳米管沿轴向切开，得到切开的石墨烯纳米带。在本发明中，一根单壁碳纳米管切开成为一个石墨烯纳米带。通常在将单壁碳纳米管与氢气接触时，以惰性气体作为载气来输送氢气，同时，惰性气体也可以调节氢气的分压。在本发明中，所述惰性气体可以为元素周期表零族气体中的至少一种，优选为氩气。

根据本发明，在步骤（2）中，所述金属刻蚀的方法包括：在不低于700℃的条件下，将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管与氢气接触，优选情况下，温度为700-1100℃，更优选情况下，温度为700-900℃；氢气的流量可以为30-80sccm（标准状态毫升/分或标准状态立方厘米/分钟），优选为40-50sccm。在本发明中，将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管与氢气接触的时间没有具体限定，只要能够将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管切开制备成石墨烯纳米带即可；优选情况下，在本发明的上述条件下，将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管与氢气接触的时间可以为10-120分钟，优选为40-60分钟。

根据本发明，在步骤（2）中，蚀刻得到的所述石墨烯纳米带的宽度可以为2-6nm，优选为2-4nm；长度可以为1-100μm，优选为5-10μm。

根据本发明，在步骤（3）中，所述拉丝膜方法可以为首先采用拉丝模I处理步骤（2）中制备的石墨烯纳米带，随后，依次可以采用拉丝模II和/或拉丝模III处理经过拉丝模I处理后的石墨烯纳米带，且拉丝模I的出口直径大于拉丝模II的出口直径，拉丝模II的出口直径大于拉丝模III的出口直径。即首先采用出口直径较大的拉丝模处理，随后，依次减小拉丝模的出口直径，也就是说，拉丝模I的出口直径最大，其次是拉丝模II的出口直径，而拉丝模III的出口直径最小。在本发明的步骤（3）中，所述“处理”是指采用该拉丝模拉着该石墨烯纳米带，使该石墨烯纳米带穿过该拉丝模后能够使该石墨烯纳米带变得有序且密实的过程。

根据本发明，在步骤（3）中，采用拉丝模将步骤（2）中制备的石墨烯纳米带进行后处理，通过拉丝模处理后，能够将步骤（2）中制备的石墨烯纳米带堆积在一起制备成粗的、长的石墨烯纳米带碳纤维。

在本发明中，优选情况下，所述拉丝模I的出口直径可以为0.6-1.2mm，所述拉丝模II的出口直径可以为0.3-0.6mm，所述拉丝模III的出口直径可以为0.1-0.3mm。优选地，所述拉丝模I的出口直径可以为0.6-0.8mm，所述拉丝模II的出口直径可以为0.3-0.4mm，所述拉丝模III的出口直径可以为0.1-0.2mm。在本发明中，经过上述拉丝模I、拉丝模II和/或拉丝模III处理后，能够使取向杂乱的石墨烯纳米带具有定向性，密度增大，也进一步能够使石墨烯纳米带之间的结合面积增大，以及能够使边缘态的作用增强，使得力学性能能优越。

本发明还提供了一种由上述所述方法制备的得到的石墨烯纳米带碳纤维。

根据本发明，所述的石墨烯纳米带碳纤维的直径可以为100-800μm，优选为100-300μm；长度可以为1-200mm，优选为40-80mm。

以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

在以下实施例和对比例中，通过SEM，TEM观察石墨烯纳米带的形貌，SEM购自日立（HITACHI）型号S4800；TEM购自FEI公司型号Tecnai G2F20U-TWIN。

在以下实施例和对比例中，该单壁碳纳米管的直径为2nm，长度为7-10um，厚度为0.7-0.8nm。

在以下实施例和对比例中，拉伸强度的测试方法是采用TA Instruments公司型号为Q800DMA的拉伸强度测试仪进行测试的。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的石墨烯纳米带碳纤维的制备。

（1）采用热蒸镀的方法在单壁碳纳米管表面上镀镍镀层：

在真空度为10^-3Pa的真空状态下，在温度为700℃下，将金属镍板加热，并使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到单壁碳纳米管（其中，所述单壁碳纳米管直径是2nm，长度为10um，所述单根单壁碳纳米管的AFM图像如图1所示）的表面，热蒸镀的时间为10分钟，在单壁碳纳米管表面上形成镀层厚度为0.5nm的镍镀层；

（2）采用金属刻蚀法将表面镀有镍镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带：

在温度为800℃，氢气流量为50sccm的条件下，将步骤（1）的表面形成有金属镍镀层的单壁碳纳米管与氢气接触，接触时间为60分钟，制备得到宽度为4nm，长度为10μm，壁厚为0.7nm的石墨烯纳米带；采用金属刻蚀法将表面镀有镍镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带的AFM图像如图2所示，从图中可以看出，接触反应后单壁碳纳米管已经被沿轴向被解开；

（3）拉丝模处理：

采用出口直径为0.8mm的拉丝模I处理石墨烯纳米带，随后，采用出口直径为0.4mm的拉丝模II处理，再采用出口直径为0.2mm的拉丝模III处理，结果得到直径为250μm，长度为50mm石墨烯纳米带碳纤维C1。采用拉丝模处理过程的示意图如图5所示。可以发现，处理前，石墨烯纳米带的方向分布是杂乱无序的；经过拉丝模方法处理后，石墨烯纳米带成定向分布，且石墨烯纳米带间的孔隙率减小，密度增大；带与带之间结合面积增大，且边缘结合力增大。

对石墨烯纳米带碳纤维C1进行力学性能测试，结果如表1所示。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的石墨烯纳米带碳纤维的制备。

（1）采用热蒸镀的方法在单壁碳纳米管表面上镀钴镀层：

在真空度为10^-3Pa的真空状态下，在温度为900℃下，将金属钴板加热，并使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到单壁碳纳米管的表面，热蒸镀的时间为30分钟，在单壁碳纳米管表面上形成镀层厚度为1.5nm的钴镀层。其中，所述单壁碳纳米管直径是2nm，长度为10um，所述单根单壁碳纳米管的TEM图像如图3所示；

（2）采用金属刻蚀法将表面镀有钴镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带：

在温度为700℃，氢气流量为40sccm的条件下，将步骤（1）的表面形成有金属钴镀层的单壁碳纳米管与氢气接触，接触时间为40分钟，制备得到宽度为3.9nm，长度为10μm的石墨烯纳米带；采用金属刻蚀法将表面镀有钴镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带的TEM图像如图4所示，从图中可以看出，接触反应后单壁碳纳米管已经被沿轴向被解开；

（3）拉丝模处理：

采用出口直径为0.8mm的模I处理石墨烯纳米带，随后，采用出口直径为0.6mm的拉丝模II处理，再采用出口直径为0.3mm的拉丝模III处理，结果得到直径为300um，长度为40mm的石墨烯纳米带碳纤维C2。采用拉丝模处理过程的示意图如图5所示。可以发现，处理前，石墨烯纳米带的方向分布是杂乱无序的；经过拉丝模方法处理后，石墨烯纳米带成定向分布，且石墨烯纳米带间的孔隙率减小，密度增大；带与带之间结合面积增大，且边缘结合力增大。

对石墨烯纳米带碳纤维C2进行力学性能测试，结果如表1所示。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的石墨烯纳米带碳纤维的制备。

（1）采用热蒸镀的方法在单壁碳纳米管表面上镀铁镀层：

在真空度为10^-3Pa的真空状态下，在温度为1100℃下，将金属铁板加热，并使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到单壁碳纳米管的表面，热蒸镀的时间为20分钟。在单壁碳纳米管表面上形成镀层厚度为1nm的铁镀层。其中，所述单壁碳纳米管直径是2nm，长度为7um，壁厚0.7nm；

（2）采用金属刻蚀法将表面镀有铁镀层的单壁碳纳米管制备成石墨烯纳米带：

在温度为1100℃，氢气为30sccm的条件下，将步骤（1）的表面形成有金属铁镀层的单壁碳纳米管与氢气接触，接触时间为40分钟，制备得到宽度为4nm，长度为7μm，壁厚为0.7nm的石墨烯纳米带；接触反应后单壁碳纳米管已经被沿轴向被解开；

（3）拉丝模处理：

采用出口直径为1.2mm的拉丝模I处理石墨烯纳米带，随后，采用出口直径为0.6mm的拉丝模II处理，再采用出口直径为0.2mm的拉丝模III处理，结果得到直径为100μm，长度为80mm的石墨烯纳米带碳纤维C3。采用拉丝模处理过程的示意图如图5所示。可以发现，处理前，石墨烯纳米带的方向分布是杂乱无序的；经过拉丝模方法处理后，石墨烯纳米带成定向分布，且石墨烯纳米带间的孔隙率减小，密度增大；带与带之间结合面积增大，且边缘结合力增大。

对石墨烯纳米带碳纤维C3进行力学性能测试，结果如表1所示。

对比例1

采用与实施例1相同的制备方法，所不同之处在于，所述金属刻蚀在温度为600℃，氢气流量为40sccm的条件下蚀刻，结果得到直径为80μm，长度为700μm的石墨烯纳米带碳纤维C4。在这个条件下，过低的温度使得金属和单壁碳纳米管没法反应制得石墨烯纳米带，且单壁碳纳米管之间层间滑动较大，将会导致该石墨烯纳米带碳纤维C4的力学性能（拉伸强度）更低。

对石墨烯纳米带碳纤维C4进行力学性能测试，结果如表1所示。

对比例2

采用与实施例1相同的制备方法，所不同之处在于，没有进行拉丝模处理，结果得到直径为90μm，长度为800μm的石墨烯纳米带碳纤维C5，可以发现，由于未经过拉丝模处理，石墨烯纳米带未成定向分布，且石墨烯纳米带的孔隙率没有减小，密度没有增大；带与带之间结合面积也没有增大，且边缘结合力增大，将会导致该石墨烯纳米带碳纤维C5的力学性能（拉伸强度）更低。

对石墨烯纳米带碳纤维C5进行力学性能测试，结果如表1所示。

对比例3

采用与实施例1相同的制备方法，所不同之处在于，用石墨替换实施例1中的单壁碳纳米管，且金属蚀刻的条件与实施例1不同，具体为通过抽滤的方式得到被还原的氧化石墨（rGO）的膜，然后将抽滤得到的薄膜依次通过0.8mm、0.6mm、0.3mm的金刚石拉丝模，结果得到直径为90μm，长度为600μm的石墨烯纳米带碳纤维C6，可以发现，此方法制得的纤维缺陷较多，容易断裂，且石墨片间的层间滑动较大，将会导致该石墨烯纳米带碳纤维C6的力学性能（拉伸强度）更低。

对石墨烯纳米带碳纤维C6进行力学性能测试，结果如表1所示。

表1

石墨烯纳米带碳纤维	力学性能（拉伸强度，单位MPa）
		实施例1制备的石墨烯纳米带碳纤维C1	1555
实施例2制备的石墨烯纳米带碳纤维C2	1430
		实施例3制备的石墨烯纳米带碳纤维C3	1237
对比例1制备的石墨烯纳米带碳纤维C4	788
		对比例2制备的石墨烯纳米带碳纤维C5	685
对比例3制备的石墨烯纳米带碳纤维C6	818

由以上实施例1-3以及对比例1-3以及表1中的数据可以发现：采用本发明的方法实施例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的不仅直径和长度均优于对比例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的直径和长度；表1中数据表明实施例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的拉伸强度为1555MPa、1430MPa和1237MPa，而对比例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的拉伸强度为788MPa、685和818MPa，可见采用本发明的方法实施例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的力学性能明显优于对比例1-3制备的石墨烯纳米带碳纤维的力学性能；另外，采用本发明的方法，由于经过拉丝模处理，能够使石墨烯纳米带成定向分布，且石墨烯纳米带间的孔隙率减小，密度增大；带与带之间结合面积增大，且边缘结合力增大，力学性能更优越。

Claims (21)

1.一种石墨烯纳米带碳纤维的制备方法，该方法包括：

(1)在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层；

(2)采用金属刻蚀法将步骤(1)的表面上镀有金属镀层的单壁碳纳米管蚀刻成石墨烯纳米带；

(3)采用拉丝模将步骤(2)中制备的石墨烯纳米带进行后处理得到石墨烯纳米带碳纤维；

其中，在步骤(2)中，所述金属刻蚀的方法包括：在不低于700℃的条件下，将表面形成金属镀层的单壁碳纳米管与氢气接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，在单壁碳纳米管的表面上镀金属镀层的方法为真空热蒸镀法，所述真空热蒸镀法的条件为：真空度为10^-2-10^-4Pa，温度为700-1100℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述真空度为10^-3-10^-4Pa。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述温度为700-900℃。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述金属镀层中的金属为镍、钴和铁中的一种或多种。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述金属镀层的厚度为0.1-1.5nm。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述金属镀层的厚度为0.5-1nm。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述金属刻蚀的温度为700-1100℃，氢气的流量为30-80sccm。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述氢气的流量为40-50sccm。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，蚀刻得到的所述石墨烯纳米带的宽度为2-6nm，长度为1-100μm。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤(2)中，蚀刻得到的所述石墨烯纳米带的宽度为2-4nm。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤(2)中，蚀刻得到的所述石墨烯纳米带的长度为5-10μm。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，采用拉丝膜进行后处理的方法包括：先采用拉丝模I处理步骤(2)中制备的石墨烯纳米带，随后依次采用拉丝模II和/或拉丝模III处理经过拉丝模I处理后的石墨烯纳米带，且拉丝模I的出口直径大于拉丝模II的出口直径，拉丝模II的出口直径大于拉丝模III的出口直径。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述拉丝模I的出口直径为0.6-1.2mm，所述拉丝模II的出口直径为0.3-0.6mm，所述拉丝模III的出口直径为0.1-0.3mm。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述拉丝模I的出口直径为0.6-0.8mm。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述拉丝模II的出口直径为0.3-0.4mm。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述拉丝模III的出口直径为0.1-0.2mm。

18.根据权利要求1-17中任意一项所述的方法制备得到的石墨烯纳米带碳纤维。

19.根据权利要求18所述的石墨烯纳米带碳纤维，其中，所述的石墨烯纳米带碳纤维的直径为100-800μm，长度为1-200mm。

20.根据权利要求19所述的石墨烯纳米带碳纤维，其中，所述的石墨烯纳米带碳纤维的直径为100-300μm。

21.根据权利要求19所述的石墨烯纳米带碳纤维，其中，所述的石墨烯纳米带碳纤维的长度为40-80mm。