本發明涉及一種中空碳納米纖維材料及其制備方法和應用，其解決了現有中空碳納米纖維材料制備工藝復雜、成本高、效果不好的技術問題，其含有碳元素、氧元素、氮元素、氫元素；氮元素為多巴胺經碳化處理得到；中空碳納米纖維材料的直徑為200～400納米，壁厚為5～20納米。本發明可廣泛用于電池材料的制備領域。

1.一種中空碳納米纖維材料的制備方法，其特征是包括如下步驟：
(1)聚合包覆：先將氧化物納米纖維模板加入到溶劑中，控制氧化
物模板的濃度為1～2.5mg/ml，并攪拌10～30min；然后，再加入0.5～3mg/ml
的多巴胺，在空氣氣氛、室溫下攪拌3～48小時；最后，經過過濾以及蒸
餾水洗滌過程后，得到聚多巴胺包覆氧化物核殼復合納米纖維；
(2)熱處理：將步驟(1)得到的產物在惰性氣氛、550～850℃下進
行碳化處理，升溫速度為1～20℃/min，保溫時間為0.5～10小時；
(3)刻蝕處理：將步驟(2)得到的產物置于溫度為50～80℃、濃度
為2.5～5mol/L的酸溶液中保持3～24小時；然后，過濾并用蒸餾水洗滌，
得到中空碳納米纖維；
所述中空碳納米纖維材料含有氧元素4.5～20wt％、氮元素4.5～
17wt％、氫元素0.1～1wt％，余為碳元素；所述氮元素為多巴胺經碳化處
理得到；所述中空碳納米纖維材料的直徑為200～400納米，壁厚為5～
20納米。
2.根據權利要求1所述的中空碳納米纖維材料的制備方法，其特征
在于，所述步驟(1)的氧化物納米纖維模板為二氧化硅、三氧化二鐵、
二氧化鈦、二氧化錫的一種或兩種組合。
3.根據權利要求1所述的中空碳納米纖維材料的制備方法，其特征
在于，所述步驟(1)的溶劑為水、無水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙
酰胺、二甲基亞砜、tris緩沖液、丙烯碳酸酯、乙酸乙酯、丁烯碳酸酯、
二甲基碳酸酯、γ-丁內酯的一種或多種組合。
4.根據權利要求1所述的中空碳納米纖維材料的制備方法，其特征
在于，所述步驟(3)的酸溶液為氫氟酸、硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸、硼
酸的一種或兩種組合。