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静电纺丝技术以其成本较低、装置简单、工艺条件可控等优点,已经成为制备连续微纳米纤维材料的主要方法之一。由于静电纺丝过程中射流的不稳定鞭动,当使用平板接收装置时收集到的纤维是杂乱无序的,使得纤维膜的力学、光学等性能达不到使用要求。本文通过辊轴式收集装置进行纺丝,通过调节实验过程参数制备有序排列PAN中空微纳米纤维,并对其主要性能进行了表征本文首先研究了辊轴接收装置制备有序排列PAN中空纤维的纺丝工艺。当PAN纺丝液的浓度为15%,纺丝电压为15KV,接收距离为20cm时可以制备出表面光滑且连续性较好的纤维。对于制备中空纤维,调节芯层流速为0.08ml/h(单中空)或0.06ml/h(两中空),得到的PAN单中空纤维的平均直径为914nm,孔径为382nm; PAN两中空纤维的平均直径为997nm,孔径为266nm。控制辊轴转速为2.0m/s时所得PAN纤维的有序性相对较好。对实心和中空的PAN微纳米纤维的力学性能表征表明：随着辊轴转速的升高,纤维的断裂强力均呈现先增后减的趋势,而断裂伸长率呈现先减后增的趋势,均在转速为2.0m/s的时候达到极值。本文进一步研究了添加剂(MWCNTs和ZnCl2)对纤维有序性、直径、结晶和力学性能的影响。加入添加剂后仍可以获得有序排列的微纳米纤维,但其含量不能过大,否则会影响纺丝的稳定性。不同类型的添加剂对纤维结构和性能的影响有所不同。加入MWCNTs后,PAN/MWCNTs纤维结晶度为27.6%(1.0%含量),较PAN纤维的结晶度(25.8%)有所上升；且随着MWCNTs含量的增加,PAN/MWCNTs纤维的直径逐渐增加,强力呈现先升后降的趋势,断裂伸长率持续下降。加入ZnCl2后,PAN/ZnCl2纤维的结晶度为23.5%(10%含量),较PAN纤维的结晶度有所下降；随着ZnCl2含量的增加,PAN/ZnCl2纤维的直径呈先增后减的趋势,强力和断裂伸长率均有明显的下降；固定MWCNTs含量,随着ZnCl2含量的增加,PAN/MWCNTs/ZnCl,纤维的直径持续增加,其断裂强力和断裂伸长率持续下降。本文最后讨论了有序多孔PAN基中空碳纤维的电化学性能。将制备出的有序PAN基微纳米纤维预氧化、碳化和酸化后得到多孔碳纤维,通过场发射扫描电镜观察表明：MWCNTs增加了PAN基碳纤维的表面粗糙度,而ZnCl2增加纤维表面的孔洞结构,这均能增加PAN基碳纤维的比表面积。多孔PAN/MWCNTs碳纤维(两中空)的BET比表面积达到356.8cm2/g,相比PAN碳纤维的比表面积增加了近3倍。由循环伏安曲线看出多孔PAN/MWCNTs碳纤维(两中空)较PAN碳纤维具有更大的积分而积,且在更宽的电压范围内都表现出了电容性能。计算得出在5mv/s扫描速率下得到多孔PAN/MWCNTs碳纤维(两中空)的比电容为247.3F·g-1,这也表明了静电纺PAN基碳纤维作为电极材料在超级电容器方面具有一定的应用前景。