本申请涉及造纸，特别涉及一种碳纤维纸及其制备方法。
背景技术：
1、随着低碳经济的发展，氢能已成为最有前途的能源。作为最重要的氢能转化装置之一，质子交换膜燃料电池（pemfc）已受到广泛关注。pemfc具有工作温度低、启动速度快、使用寿命长、模块化安装、操作方便等优点，因此被认为是一系列固定和移动应用的理想候选电源，如电动汽车、移动设备和分散式发电站等。质子交换膜燃料电池属于第四代燃料电池，电解质为高分子材料质子交换膜，电极由气体扩散层和催化剂层两部分组成。
2、高性能碳纤维纸是最常用的气体扩散层基底材料，能满足燃料电池的运行条件和性能要求。现有技术方案中具有多种用于制备碳纤维纸的制备方案。如采用具有梯度结构的碳纤维纸，虽然该方案使具有更好的导水性能、机械性能及导电性，但是制备过程相对复杂，而且生产出来的碳纸厚度较高，层间结合力差；或加入增强纤维，以及在碳纤维纸表面构筑有机金属框架化合物，虽然该方案能够有效解决了现有碳纤维纸导电性差、机械强度低的问题，但是碳纤维表面光滑，分散性能差，不能有效改善碳纤维纸匀度差的问题；或通过添加芳纶纤维使碳纤维纸，该方案使碳纤维纸的结构均匀性和强度有效提高，但是成本相对较高，成纸厚度大。
3、因此，现有碳纤维纸由于制备工艺的限制，形成难以同时兼顾制备成本以及碳纤维纸各性能达到平衡的问题。有必要对现有的碳纤维纸的制备进行改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种碳纤维纸及其制备方法，旨在解决现有技术中难以同时兼顾制备成本以及碳纤维纸各性能达到平衡的问题。
2、为实现上述目的，本申请提出一种碳纤维纸的制备方法，该制备方法包括步骤：
3、a）将碳纤维放入氢氧化钠溶液中浸渍处理，而后洗涤过滤，干燥得到预处理碳纤维；
4、b）将所述预处理碳纤维浸没于多巴胺溶液中，浸渍完成后经洗涤得到改性碳纤维；
5、c）将所述改性碳纤维与聚乙烯醇纤维按预设质量配比，并配制得到混合浆料；
6、d）稀释所述混合浆料达到上网浓度，基于稀释后的所述混合浆料进行抄纸作业，压榨脱水，经干燥后得到纸页前驱体；
7、e）在所述纸页前驱体的表面涂布导电涂料，再经干燥、压光和卷曲后获得碳纤维纸。
8、在一些实施例中，在步骤a）中，所述氢氧化钠的浓度为10％～20％，所述浸渍处理的时间为0.5～3h；
9、其中，所述碳纤维的纤维长度在3～10mm，纤维直径在4～10μm。
10、在一些实施例中，在步骤b）中，在将所述预处理碳纤维浸没于多巴胺溶液之前还包括配制多巴胺溶液，所述多巴胺溶液的配制过程包括；
11、按质量百分比计，取1份三羟甲基氨基甲烷溶于1000份水中，得到混合溶液；
12、在所述混合溶液中添加盐酸，直至ph=8.5，配制得到缓冲液；
13、在所述缓冲液中添加多巴胺粉末，搅拌均匀得到所述多巴胺溶液。
14、在一些实施例中，所述多巴胺溶液的浓度为2～8g/l，所述预处理碳纤维于所述多巴胺溶液中的浸渍时间不少于24h。
15、在一些实施例中，在步骤c）中，所述预设质量按质量百分比计，所述改性碳纤维为80％～95％，所述聚乙烯醇纤维为5％～20％。
16、在一些实施例中，所述聚乙烯醇纤维的长度在5～10mm。
17、在一些实施例中，在步骤d）中，所述混合浆料采用白水稀释，所述上网浓度为0.02%~0.05%；干燥温度为100℃~140℃。
18、在一些实施例中，在步骤e）中，所述导电涂料的涂料浓度为10％～20％，且于所述纸页前驱体的表面的涂布量为1～2 g/m2。
19、在一些实施例中，所述导电涂料按重量份计包括：导电颗粒85～95份、胶粘剂5～10份、分散剂0.5份和消泡剂0.3份；
20、其中，所述导电颗粒为碳纳米管、导电碳黑、石墨烯中的一种或多种；所述胶粘剂为聚乙烯醇、淀粉和丁苯胶乳中的一种或多种；所述分散剂聚为丙烯酸钠和/或六偏磷酸钠；所述消泡剂有机硅消泡剂。
21、本申请还提供一种碳纤维纸，所述碳纤维纸采用如上所述的碳纤维纸的制备方法制备而成。
22、本申请技术方案，提出一种碳纤维纸及其制备方法。该制备方法包括步骤：a）将碳纤维放入氢氧化钠溶液中浸渍处理，而后洗涤过滤，干燥得到预处理碳纤维；b）将预处理碳纤维浸没于多巴胺溶液中，浸渍完成后经洗涤得到改性碳纤维；c）将改性碳纤维与聚乙烯醇纤维按预设质量配比，并配制得到混合浆料；d）稀释混合浆料达到上网浓度，基于稀释后的混合浆料进行抄纸作业，压榨脱水，经干燥后得到纸页前驱体；e）在纸页前驱体的表面涂布导电涂料，再经干燥、压光和卷曲后获得碳纤维纸。本申请技术方案通过以上制备步骤制备碳纤维纸，其中，在步骤a）中氢氧化钠浸渍能够增加碳纤维表面含氧官能团，促进碳纤维在后续步骤中与多巴胺的结合，同时增加了碳纤维表面羧基和羟基，提高了分散性能；在步骤b）中，多巴胺氧化自聚合在碳纤维上，对碳纤维进行氧化，提高了碳纤维与多巴胺的化学结合力，同时增加碳纤维之间结合力。在步骤c）中，添加聚乙烯醇纤维与改性碳纤维共同制备混合浆料；而后通过步骤d）制备得到纸页前驱体，在干燥过程中，聚乙烯醇纤维可熔融以增加碳纤维之间的结合力；在步骤e）中，通过在涂布导电涂料，干燥、压光和卷曲后获得碳纤维纸，导电涂料能够进一步提高碳纤维纸的导电性能以及纤维之间的结合强度。进而，本申请技术方案通过简单的步骤，可以较低的成本制备获得碳纤维纸，且该碳纤维纸具有抗张强度大、孔径小、孔隙率和导电性能好的优异性能。
1.一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，在步骤a）中，所述氢氧化钠的浓度为10％～20％，所述浸渍处理的时间为0.5～3h；
3.根据权利要求1所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，在步骤b）中，在将所述预处理碳纤维浸没于多巴胺溶液之前还包括配制多巴胺溶液，所述多巴胺溶液的配制过程包括；
4.根据权利要求3所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液的浓度为2～8g/l，所述预处理碳纤维于所述多巴胺溶液中的浸渍时间不少于24h。
5.根据权利要求1所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，在步骤c）中，所述预设质量按质量百分比计，所述改性碳纤维为80％～95％，所述聚乙烯醇纤维为5％～20％。
6.根据权利要求5所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维的长度在5～10mm。
7.根据权利要求1所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，在步骤d）中，所述混合浆料采用白水稀释，所述上网浓度为0.02%~0.05%；干燥温度为100℃~140℃。
8.根据权利要求1所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，在步骤e）中，所述导电涂料的涂料浓度为10％～20％，且于所述纸页前驱体的表面的涂布量为1～2 g/m2。
9.根据权利要求8所述的碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述导电涂料按重量份计包括：导电颗粒85～95份、胶粘剂5～10份、分散剂0.5份和消泡剂0.3份；
10.一种碳纤维纸，其特征在于，所述碳纤维纸采用如权利要求1至9任一项所述的碳纤维纸的制备方法制备而成。
