CN107630267A - 一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤液化残渣生产利用制碳纤维领域，公开了一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维。所述煤液化残渣制可纺沥青通过基质辅助‑激光解吸/电离‑飞行时间质谱，测得所述可纺沥青的数均分子量为600～1000，重均分子量为700～1200；通过元素分析，所述可纺沥青中C与H的原子比为(1.4～1.6)：1，以所述可纺沥青的总量为基准，氧含量为1.8～2.7重量％，氢含量为4.5重量％以上。实现将煤液化残渣进行利用生产获得可纺沥青，并制备得到碳纤维。

Description

一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维

技术领域

本发明涉及煤液化残渣生产利用制碳纤维利用，具体地，涉及一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维。

背景技术

沥青基碳纤维具有高强度、高模量、耐疲劳性好、耐腐蚀性好、导热率高、摩擦性能好等优点，可以广泛应用于刹车片、保温毡、密封件等领域。

传统的可纺沥青原料为煤焦油沥青或石油沥青，普遍存在反应过程复杂、收率低、可纺性差的问题。

CN105219414A公开了一种碳纤维用沥青的制备方法，包括(a)对包含煤焦油作为主要成分的第一碳质原料及包含带有至少一个羟基的单环或双环芳香族碳氢化合物的第二碳质原料进行混合，使所述第一碳质原料的含量高于所述第二碳质原料的含量的比率进行混合来生成混合物；(b)对所述混合物实施热处理；以及(c)从经热处理的所述混合物中除去低沸点成分。制备碳纤维用沥青，采用了第二组分增加氢含量，但是最终的氢含量低于4.34％，反应最高收率也仅有52％。

CN103014919A公开了一种通用级沥青基碳纤维的制备方法，包括将煤焦油软沥青置于高压反应釜中在氮气保护下加热至360～440℃，氮气流量为70～100mL/min，反应30～90min；然后将反应产物脱除成焦组分、轻组分后进行氧化反应得到氧化沥青；添加改性剂得到改性沥青；将改性沥青制备成初生纤维，再不熔化、炭化为沥青基碳纤维。

CN101135074A公开了一种通用级沥青碳纤维的制备方法，包括(1)将残炭为7～10％、灰分为0.01～0.04％的乙烯焦油放入反应釜，通入空气，乙烯焦油的质量与空气流量的比值为1800～2000g：0.2～0.4m³/h，以升温速率为0.5～1.5℃/min升温到260～330℃恒温1～7小时，在氮气保护下升温至320～380℃，恒温0.5～4h，制得制备碳纤维用原料纺丝沥青；(2)将制得的纺丝原料沥青通过熔融纺丝、不熔化、炭化制得通用级沥青碳纤维。

CN102477595A公开了一种沥青基碳纤维及其制备方法，方法包括：(1)将煤直接液化残渣研磨成粉末，并与四氢喹啉充分混合；将得到的混合液在高压釜中氮气保护加热至150～400℃、压力2～5MPa，同时通入氢气加氢，经减压蒸馏除去原残渣中含有的大部分硫、氧、氮；采用减压过滤，除掉四氢喹啉不溶物，得到沥青原料；(2)将沥青原料在300～400℃下进行熔融纺丝，得到原丝；(3)将原丝进行预氧化处理，得到预氧丝；(4)将预氧丝进行碳化处理，得到碳丝；(5)将碳丝进行表面处理，即得沥青基碳纤维。

CN102733008A公开了一种利用煤直接液化残渣基沥青烯类物质制备可纺中间相及碳纤维的方法，包括：(1)将煤直接液化残渣基沥青烯类物质研磨后置于氮气保护下在200～500℃、0.1～10MPa的条件下制备中间相；(2)将所得中间相在260～400℃下进行熔融纺丝，得到原丝；(3)将原丝进行预氧化处理，得到氧化碳纤维；(4)将氧化碳纤维进行碳化处理，得到碳纤维。

《空气氧化法制备通用级沥青炭纤维用各向同性沥青》(李军等，炭素技术，2013，No.5，Vol.32，A23-A28)公开了将作为原料的脱除杂质的煤焦油软沥青(软化点59℃)加入搅拌釜中加热升温至240～380℃反应60～720min，反应过程中空气流量为5～35L/h，可以制得软化点为190～250℃的氧化沥青，中间相含量极低，H含量低于4.5重量％，C/H大于1.7(表3)。该方法可以提高煤焦油软化点，得到的沥青(软化点在230～240℃的纺丝效果好)经熔纺(纺丝温度一般高于软化点60～80℃)可以得到14～20μm的沥青纤维，但是没有公开可以连续纺丝长度。该方法也没有进一步公开制备碳纤维的信息以及力学性能数据。但是软化点仅为230～240℃的沥青纺丝并不适于进一步制备为工业所需的碳纤维。因此，该方法并不能启示可以获得工业化的碳纤维。

发明内容

本发明的目的是为了实现利用煤液化残渣制备可纺沥青，进而可以制备出碳纤维，提供了一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维。

为了实现上述目的，本发明提供了一种煤液化残渣制可纺沥青，其中，通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱，测得所述可纺沥青的数均分子量为600～1000，重均分子量为700～1200；通过元素分析，所述可纺沥青中C与H的原子比为(1.4～1.6)：1，以所述可纺沥青的总量为基准，氧含量为1.8～2.7重量％，氢含量为4.5重量％以上。

本发明还提供了一种制备本发明的煤液化残渣制可纺沥青的方法，包括：在氧化气氛下，将精制煤液化残渣进行氧化反应，制得可纺沥青。

本发明还提供了一种由本发明的煤液化残渣制可纺沥青制得的碳纤维。

通过上述技术方案，本发明提供了煤液化残渣制可纺沥青，该沥青具有C与H的重量比低、氧含量和氢含量高，且软化点在250～300℃的特点；进行纺丝可以纤维连续长度30000m以上，可纺性强。而且该可纺沥青可以进一步经受住220～285℃的稳定化温度，再进行炭化而得到拉伸强度500MPa以上，拉伸模量35GPa以上的碳纤维。

本发明可以实现将煤液化残渣进行氧化反应，而得以利用生产获得可纺沥青，并制备得到碳纤维。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种煤液化残渣制可纺沥青，其中，通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱，测得所述可纺沥青的数均分子量为600～1000，重均分子量为700～1200；通过元素分析，所述可纺沥青中C与H的原子比(碳氢比)为(1.4～1.6)：1，以所述可纺沥青的总量为基准，氧含量为1.8～2.7重量％，氢含量为4.5重量％以上。

优选，所述可纺沥青的数均分子量为655～721，重均分子量为777～861。

本发明中，所述煤液化残渣制可纺沥青具有更高的氧含量、氢含量和更低的碳氢比(C与H的原子比)，可以保证具有更好的可纺性能。优选地，氧含量为1.8～2.3重量％；氢含量为4.6～5.8重量％；所述可纺沥青中C与H的原子比(碳氢比)为(1.45～1.55)：1。

根据本发明，优选情况下，所述可纺沥青由煤液化残渣经过氧化反应制备而得。

根据本发明，优选情况下，所述可纺沥青的软化点为250～300℃。可以适于经受稳定化温度，而进步制备为碳纤维。

根据本发明，所述可纺沥青具有优异的可纺性能。优选情况下，在纺丝温度为270～350℃、纺丝压力为0.1～2MPa、收丝速度为200～1000m/min的纺丝条件下，所述可纺沥青进行纺丝得到沥青纤维，纤维直径为10～20μm，纤维连续长度为30000m以上。

优选纺丝温度为270～300℃；纺丝压力为0.1～0.4MPa；收丝速度为600～900m/min；纤维直径为11～15μm。

本发明还提供了一种制备本发明的煤液化残渣制可纺沥青的方法，包括：在氧化气氛下，将精制煤液化残渣进行氧化反应，制得可纺沥青。

根据本发明，将精制煤液化残渣进行氧化反应，优选情况下，所述氧化气氛为氧气含量10～40体积％的含氧气体；所述氧化气氛相对于所述精制煤液化残渣的流量为0.1～50ml/min·g。

优选地，氧化反应温度为310～350℃，优选为310～330℃；氧化反应时间为2～6h，优选为2～5h。

优选地，所述氧化气氛相对于所述精制煤液化残渣的流量为3～10ml/min·g。

优选所述氧化气氛为空气。空气相对于所述精制煤液化残渣的流量为3～10ml/min·g。

本发明一种优选实施方式，将所述精制煤液化残渣放入反应釜中加热至所述氧化反应温度，然后将所述氧化气氛通入所述精制煤液化残渣的底部，使所述氧化气氛以鼓泡的方式与所述精制煤液化残渣相接触，进行氧化反应。按照此优选方式，所述氧化气氛可以通过插入所述精制煤液化残渣的底部的气管通入，以鼓泡的方式从所述精制煤液化残渣的底部开始进入所述精制煤液化残渣中，与所述精制煤液化残渣进行氧化反应。此优选实施方式，可以实现所述精制煤液化残渣更好地进行氧化反应，制备本发明的煤液化残渣制可纺沥青，具有碳氢比为(1.4～1.6)：1，氧含量为1.8～2.7重量％，氢含量为4.5重量％以上，且通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱，数均分子量为600～1000，重均分子量为700～1200。

根据本发明，优选情况下，所述精制煤液化残渣通过将煤液化残渣与有机溶剂混合并热熔过滤而得到。

优选地，所述有机溶剂选自煤液化中油、四氢呋喃、蒽油、甲苯和喹啉中的至少一种。优选选自煤液化中油、四氢呋喃和甲苯中的至少一种。

本发明中，制成所述精制煤液化残渣，是将所述煤液化残渣进行溶剂脱除灰分。优选地，所述精制煤液化残渣的灰分含量为0.001～0.08重量％，优选为0.015～0.03重量％。可以通过GB/T 2295-1980煤沥青灰分测定方法测定。

本发明中，优选所述精制煤液化残渣的软化点为140～170℃。

本发明中，进行所述混合时，所述煤液化残渣与所述有机溶剂的重量比可以为1：(0.2～3)。优选为1：(0.5～3)。

本发明中，所述热熔过滤的具体实施方法可以为将煤液化残渣与有机溶剂的混合液进入过滤器，并加热至90～180℃，然后加压至0.1～1MPa进行过滤，其中，过滤器的滤芯孔径为2～200μm。过滤得到的滤液进行溶剂蒸发，得到精制煤液化残渣。

本发明中，所述煤液化残渣为煤直接液化工艺中经固液分离产生的物质，所述煤液化残渣的软化点不超过200℃；优选为140～180℃。

优选地，通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱(BRUKER microflexLTMALDITOF MS分析仪)测得所述煤液化残渣的数均分子量为450～800，重均分子量为600～900。优选数均分子量为520～620，重均分子量为640～740。

本发明中，基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱测试中采用TCNQ(7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷)为基质，将样品与基质充分球磨，以Solvent free制样法得到样品，测试时激光强度为15％。

更优选地，通过元素分析，所述煤液化残渣中的C与H的原子比(碳氢比)为(1.15～1.35)：1，以所述煤液化残渣的总量为基准，氧含量为0～1重量％。

本发明还提供了一种由本发明的煤液化残渣制可纺沥青制得的碳纤维。

根据本发明，优选情况下，制得所述碳纤维的方法包括：

(1)在纺丝温度为270～350℃、纺丝压力为0.1～2MPa、收丝速度为200～1000m/min的纺丝条件下得到沥青纤维原丝；

(2)将所述沥青纤维原丝在空气中进行稳定化，稳定化温度为220～285℃，稳定化时间为6～12h，所述空气相对于所述沥青纤维原丝的流量为0.2～10L/min·g；

(3)将步骤(2)得到的产物在氮气保护下进行炭化，炭化温度为900～1100℃。

优选纺丝温度为270～300℃；纺丝压力为0.1～0.4MPa；收丝速度为600～900m/min；纤维直径为11～15μm。

优选稳定化温度为240～250℃；稳定化时间为6～9h；所述空气的流量为2～6L/min·g。

本发明中，步骤(1)实施纺丝的方式可以为将所述煤液化残渣制可纺沥青加入纺丝釜中，采用气压和螺杆挤出的方式。

本发明中，步骤(2)实施的所述稳定化，可以稳定化温度在比所述煤液化残渣制可纺沥青的软化点低10～30℃下进行。

本发明中，步骤(3)实施所述炭化得到最终的碳纤维。

根据本发明，煤液化残渣通过氧化反应得到煤液化残渣制可纺沥青，具有更高的氧含量、氢含量和更低的碳氢比，具有更好的可纺性能，且软化点高，可以再进一步制得碳纤维。所述碳纤维的拉伸强度为500MPa以上；所述碳纤维的拉伸模量为35GPa以上。优选所述碳纤维的拉伸强度为500～975MPa，所述碳纤维的拉伸模量为38～52GPa。

本发明可以将煤液化残渣制备为可商业使用的碳纤维。

本发明中，涉及的压力均为表压。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例中，煤液化残渣、煤液化残渣制可纺沥青的数均分子量和重均分子量通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱测定；

煤液化残渣、煤液化残渣制可纺沥青的氧含量、氢含量和碳氢比，利用利曼EA3000元素分析仪进行元素分析测定；

煤液化残渣、煤液化残渣制可纺沥青的软化点通过ASTMD 3104-99《StandardTest Method for Softening Point of Pitches》测定；

精制煤液化残渣的灰分通过GB/T 2295-1980《煤沥青灰分测定方法》测定；

碳纤维的拉伸强度和拉伸模量依照ISO 11566-1996采用INSTRON 5948测定。

在制备煤液化残渣制可纺沥青的氧化反应中，煤液化残渣制可纺沥青的收率通过下式计算：

收率(％)＝(可纺沥青重量/精制煤液化残渣重量)×100％

实施例1

本实施例说明本发明的煤液化残渣制可纺沥青和碳纤维的制备。

(1)精制煤液化残渣。将煤液化残渣(数均分子量为580，重均分子量为700，软化点为170℃，氧含量为1重量％，碳氢比为1.2：1；神华煤制油上海研究院)与四氢呋喃按照重量比为1：2进行混合，混合产物通过过滤器进行热熔过滤，条件包括：滤芯孔径为50μm，过滤温度为160℃，压力为0.3MPa，然后溶剂蒸发得到精制煤液化残渣，软化点为160℃，灰分含量为0.01重量％；

(2)可纺沥青。将600g精制煤液化残渣破碎成粉，加入反应釜中，并通入空气(流量为3ml/min·g)，在320℃下进行氧化反应4h，热搅拌速度150r/min，得到可纺沥青。

可纺沥青软化点为273℃，碳氢比为1.55：1，氧含量为2.3重量％，氢含量为5.2重量％，收率为89.2％；数均分子量为696，重均分子量为825。

(3)碳纤维。将可纺沥青加入纺丝釜，在300℃下进行纺丝，纺丝压力为0.1MPa，收丝速度为600m/min，得到沥青纤维原丝，纤维直径为13μm，纤维连续长度大于30000m。

将沥青纤维原丝在250℃下进行氧化稳定化，空气流量为2L/min·g，稳定化时间6h，得到预氧化纤维。

将预氧化纤维在900℃氮气气氛下进行炭化得到碳纤维。

得到碳纤维进行拉伸测试，拉伸强度为975MPa，拉伸模量为52GPa。

数据见表1。

实施例2

本实施例说明本发明的煤液化残渣制可纺沥青和碳纤维的制备。

(1)精制煤液化残渣。将煤液化残渣(数均分子量为620，重均分子量为740，软化点为180℃，氧含量为0重量％，碳氢比为1.35：1；神华煤制油上海研究院)与煤液化中油(神华煤制油上海研究院)按照重量比为1：3进行混合，混合产物通过过滤器进行热熔过滤，条件包括：滤芯孔径为100μm，过滤温度为180℃，压力为0.6MPa，然后溶剂蒸发得到精制煤液化残渣，软化点为175℃，灰分含量为0.03重量％；

(2)可纺沥青。将600g精制煤液化残渣破碎成粉，加入反应釜中，并通入空气(流量为5ml/min·g)，在310℃下进行氧化反应5h，热搅拌速度150r/min，得到可纺沥青。

可纺沥青软化点为250℃，碳氢比为1.52：1，氧含量为2.1重量％，氢含量为4.6重量％，收率为86％；数均分子量为655，重均分子量为777。

(3)碳纤维。将可纺沥青加入纺丝釜，在270℃下进行纺丝，纺丝压力为0.1MPa，收丝速度为900m/min，得到沥青纤维原丝，纤维直径为11μm，纤维连续长度大于30000m。

沥青纤维原丝在240℃下进行氧化稳定化，空气流量4L/min·g，稳定化时间8h，得到预氧化纤维。

预氧化纤维在1100℃氮气气氛下进行炭化得到碳纤维。

得到碳纤维进行拉伸测试，拉伸强度为500MPa，拉伸模量为38GPa。

数据见表1。

实施例3

本实施例说明本发明的煤液化残渣制可纺沥青和碳纤维的制备。

(1)精制煤液化残渣。将煤液化残渣(数均分子量为520，重均分子量为640，软化点为140℃，氧含量为0.6重量％，碳氢比为1.15：1；神华煤制油上海研究院)与甲苯按照重量比为1：0.5进行混合，混合产物通过过滤器进行热熔过滤，条件包括：滤芯孔径为100μm，过滤温度为180℃，压力为0.6MPa，然后溶剂蒸发得到精制煤液化残渣，软化点为140℃，灰分含量为0.015重量％；

(2)可纺沥青。将600g精制煤液化残渣破碎成粉，加入反应釜中，并通入空气(流量为10ml/min·g)，在330℃下进行氧化反应2h，热搅拌速度150r/min，得到可纺沥青。

可纺沥青软化点为260℃，碳氢比为1.45：1，氧含量为1.8重量％，氢含量为5.8重量％，收率为85％；数均分子量为721，重均分子量为861。

(3)碳纤维。将可纺沥青加入纺丝釜，在280℃下进行纺丝，纺丝压力为0.4MPa，收丝速度为600m/min，得到沥青纤维原丝，纤维直径为15μm，纤维连续长度大于30000m。

沥青纤维原丝在245℃下进行氧化稳定化，空气流量6L/min·g，稳定化时间9h，得到预氧化纤维。

预氧化纤维在1000℃氮气气氛下进行炭化得到碳纤维。

得到碳纤维进行拉伸测试，拉伸强度为850MPa，拉伸模量为46GPa。

数据见表1。

对比例1

将600g煤焦油(数均分子量为420，重均分子量为540，旭阳煤化工集团有限公司)破碎成粉，加入反应釜中，并通入空气(流量为6ml/min·g)，在360℃下进行氧化反应4h，热搅拌速度150r/min，得到沥青。

沥青软化点为230℃，碳氢比为1.75：1，氧含量为1.39重量％，氢含量为4.2重量％，收率为65％；数均分子量为606，重均分子量为701。

将沥青加入纺丝釜，在250～270℃、纺丝压力为0.2～1MPa下尝试进行纺丝。但是纺丝困难，难以得到连续纤维，纤维连续长度小于500m。

数据见表1。

对比例2

(1)精制煤液化残渣。将煤液化残渣(数均分子量为580，重均分子量为700)与四氢呋喃按照重量比为1：2进行混合，混合产物通过过滤器进行热熔过滤，条件包括：滤芯孔径为50μm，过滤温度为160℃，压力为0.3MPa，然后溶剂蒸发得到精制煤液化残渣，软化点为160℃，灰分含量为0.01重量％；

(2)可纺沥青。将600g精制煤液化残渣破碎成粉，加入反应釜中，并通入氮气(流量为6ml/min·g)，在380℃下进行反应8h，热搅拌速度150r/min，得到可纺沥青。

可纺沥青软化点为250℃，碳氢比为1.68：1，氧含量为0.2重量％，氢含量为4.4重量％，收率为68％；数均分子量为724，重均分子量为823。

将可纺沥青加入纺丝釜，在290℃下进行纺丝，纺丝压力为0.5MPa，收丝速度为600m/min，得到沥青纤维原丝，纤维直径为15μm，纤维连续长度大于8000m。

沥青纤维原丝在230℃下进行氧化稳定化，空气流量为6L/min·g，稳定化时间8h，得到预氧化纤维。

预氧化纤维在1000℃氮气气氛下进行炭化得到碳纤维。

得到碳纤维进行拉伸测试，拉伸强度为445MPa，拉伸模量为34GPa。

数据见表1。

表1

通过实施例、对比例和表1的数据可以看出，本发明提供了将煤液化残渣获得可纺沥青，并进一步可以制成碳纤维。

对比例1中，以煤焦油沥青得到的沥青碳氢比高，虽然软化点较低，但是仍然不能保证连续纺丝，可纺性能差。

对比例2中，以相同的原料，在氮气气氛保护下也能制备可纺沥青，但是沥青的碳氢比高，可纺性能较差，收率低，得到的碳纤维性能较低。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种煤液化残渣制可纺沥青，其特征在于，通过基质辅助-激光解吸/电离-飞行时间质谱，测得所述可纺沥青的数均分子量为600～1000，重均分子量为700～1200；通过元素分析，所述可纺沥青中C与H的原子比为(1.4～1.6)：1，以所述可纺沥青的总量为基准，氧含量为1.8～2.7重量％，氢含量为4.5重量％以上。

2.根据权利要求1所述的煤液化残渣制可纺沥青，其中，所述可纺沥青由煤液化残渣经过氧化反应制备而得；所述可纺沥青的软化点为250～300℃。

3.根据权利要求1或2所述的煤液化残渣制可纺沥青，其中，在纺丝温度为270～350℃、纺丝压力为0.1～2MPa、收丝速度为200～1000m/min的纺丝条件下，所述可纺沥青进行纺丝得到沥青纤维，纤维直径为10～20μm，纤维连续长度为30000m以上。

4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的煤液化残渣制可纺沥青的方法，包括：在氧化气氛下，将精制煤液化残渣进行氧化反应，制得可纺沥青。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述氧化气氛为氧气含量10～40体积％的含氧气体；所述氧化气氛相对于所述精制煤液化残渣的流量为0.1～50ml/min·g；氧化反应温度为310～350℃，氧化反应时间为2～6h。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述精制煤液化残渣通过将煤液化残渣与有机溶剂混合并热熔过滤而得到；所述有机溶剂选自煤液化中油、四氢呋喃、蒽油、甲苯和喹啉中的至少一种。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，将所述精制煤液化残渣放入反应釜中加热至所述氧化反应温度，然后将所述氧化气氛通入所述精制煤液化残渣的底部，使所述氧化气氛以鼓泡的方式与所述精制煤液化残渣相接触，进行氧化反应。

8.一种由权利要求1-3中任意一项所述的煤液化残渣制可纺沥青制得的碳纤维。

9.根据权利要求8所述的碳纤维，其中，制得所述碳纤维的方法包括：

(1)在纺丝温度为270～350℃、纺丝压力为0.1～2MPa、收丝速度为200～1000m/min的纺丝条件下得到沥青纤维原丝；

(2)将所述沥青纤维原丝在空气中进行稳定化，稳定化温度为220～285℃，稳定化时间为6～12h，所述空气相对于所述沥青纤维原丝的流量为0.2～10L/min·g；

(3)将步骤(2)得到的产物在氮气保护下进行炭化，炭化温度为900～1100℃。

10.根据权利要求8或9所述的碳纤维，其中，所述碳纤维的拉伸强度为500MPa以上；所述碳纤维的拉伸模量为35GPa以上。