[發明專利]基于氨基聚膦腈的碳納米管復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200910309440.4
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN101695996A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 張鵬;黃小彬;張小燕;魏瑋;唐小真
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種復合材料技術領域的制備方法，具體是一種基于氨基聚膦腈的碳納 米管復合材料的制備方法。

背景技術

碳納米管因具有優異的力學，電學及化學性能，受到普遍的關注。構建基于碳納米的復 合材料由于能夠充分發揮碳納米管及其它納米結構雙重的功能，而有著廣闊的應用前景。其 中，一種含活性氨基的碳納米管復合材料已成為近幾年的研究熱點，它可廣泛的應用于增強 材料，生物系統及電催化等領域。通常，價鍵功能化和非共價鍵包覆是用于制備這種材料的 兩種基本的方法。

經過對現有技術的檢索發現：Chemistry?Materials于2005年，第17卷1290-1295頁中 報道了：價鍵功能化強調首先借助于H2SO4/HNO3的混合溶液對碳納米管進行強氧化處理，以 獲得表面富含羧基的改性碳納米管，隨后對羧基進行一系列的化學修飾以引入氨基，這種做 法的缺點是：因所獲的基團以共價鍵的方式直接連接到碳納米管的π共軛骨架上，故其極大 地損害了碳納米管的力學和電學性能。

Journal?of?American?Chemistry?Society于2006年，第128卷1692-1699頁中報道了： 非共價鍵包覆方法則是依靠具有芳香環的小分子或聚合物與碳納米管的石墨結構之間弱的π -π堆積作用，引入活性氨基。因為它們的相互作用極其微弱，所以包覆層具有不穩定性， 即包覆的分子極易脫離碳納米管基體而達不到實際應用的目的。

因此，現階段急需一種簡單的，既不削弱碳納米管的各種性能又能使包覆的分子具有穩 定性的制備方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于氨基聚膦腈的碳納米管復合材料的 制備方法，通過利用芳氨的高還原性，制備的碳納米管與氯金酸溶液直接發生氧化還原反應 ，并原位負載金納米顆粒，該制備方法步驟簡單且后處理簡單，副產物三乙胺鹽極易溶于水 。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

第一步、將碳納米管溶解于乙腈中配置成納米溶液并進行超聲處理；

所述的碳納米管和乙腈的摩爾比例為1∶20000～1∶26000；

所述的超聲處理是指：以100～150瓦的功率對碳納米管進行超聲分散處理。

第二步、向納米溶液中依次加入六氯環三膦腈、4，4′-二氨基二苯醚和縛酸劑，然后 經過加溫超聲處理后，制成氨基聚膦腈分散液。

所述的六氯環三膦腈、4，4′-二氨基二苯醚以及縛酸劑與碳納米管的摩爾比例分別為 14～28∶20～40∶240～480。

所述的縛酸劑是指：三乙胺。

所述的加溫超聲處理是指：在50～60℃條件下以超聲功率100～150瓦的超聲反應8～10 小時；

第三步、將氨基聚膦腈分散液經過濾后進行反復洗滌處理后經真空干燥制成基于氨基聚 膦腈的碳納米管復合材料。

所述的反復洗滌處理是指分別采用有機溶劑和去離子水分別洗滌2～3次；

本發明制備所得的復合材料與現有技術相比：(1)反應條件溫和，且在不損壞碳納米 管基本結構和性能的條件下，采用一步法在碳管表面引入活性氨基，又因本制備方法中的氨 基是芳氨而具有比其它伯胺更高的還原性，可與氯金酸溶液直接發生氧化還原，并原位負載 金納米顆粒；(2)包覆層的聚合物因具有高度交聯結構，所以與其它的小分子，線性聚合 物相比，具有更好的穩定性；(3)功能化的程度可以通過改變單體的投放量而實現調控。

附圖說明

圖1是原始碳納米管的高倍透射電鏡照片。

圖2是實施例1低倍透射電鏡照片。

圖3是實施例1高倍透射電鏡照片。

圖4是實施例2高倍透射電鏡照片。

圖5是實施例3高倍透射電鏡照片

圖6是實施例1低倍透射電鏡照片。

圖7是實施例1傅里葉紅外譜圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施， 給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1：