[發明專利]通過調溫引導聚合物修飾碳納米管在水中自組裝的方法

有效

• 申請號: 201210540823.4
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103030130A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王國建;武英杰;劉洋
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B31/00
• 分類號: C01B31/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種通過調溫引導聚合物修飾碳納米管在水中自組裝的方法，其特征在于具體步驟如下：

（1）：將碳納米管0.1～10g和強氧化性酸1～1×10³mL混合，超聲波處理0.5～12小時，于25～120℃氧化0.5～24小時；反應結束后經去離子水稀釋洗滌，然后過濾分離，反復洗滌至濾液呈中性，干燥后得酸化碳納米管；

（2）：將步驟（1）得到的酸化碳納米管0.1～10g和0.1～50g聚合物加入到25～1×10³ml水中，超聲波分散0.1～24小時，于35～45℃吸附1～72小時，得到聚合物修飾的碳納米管，聚合物的吸附率即聚合物質量/聚合物質量與碳納米管質量之和為30~80%；

（3）：吸附結束后，將溫度升高至50～80℃，以10²?r/min~10⁶?r/min速度離心0.1～8小時，在容器底部得到碳納米管自組裝體；碳納米管自組裝體管束長度為25~40μm，直徑為3~6μm。

2.一種通過調溫引導聚合物修飾碳納米管在水中自組裝的方法，其特征在于具體步驟如下：

（1）：將碳納米管和聚合物各0.1～10g加入到25～2.5×10³ml分散劑中，超聲波分散0.1～24小時，于35～45℃吸附1～72小時；結束后以10²?r/min~10⁶?r/min速度離心0.1～8小時，底部沉淀經去離子水稀釋并通過超聲波分散后，再次離心分離，反復5～20次，制得聚合物修飾的碳納米管，聚合物的吸附率為5~60%；

（2）：將步驟（1）中得到的聚合物修飾的碳納米管分散在分散劑中，分散體系的濃度為0.01mg/ml~1mg/ml。

3.溫度降低至15～40℃，靜置1～48小時，在容器底部收集到碳納米管自組裝體；自組裝體的長度為25~40μm，直徑為3~6μm；

或者：將步驟（1）中得到的聚合物修飾的碳納米管分散在水中，分散體系的濃度為0.01mg/ml~1mg/ml；溫度降低至15～40℃，10²?r/min~10⁴?r/min速度離心0.1～4小時，在容器底部收集到碳納米管自組裝體；自組裝體的長度為25~40μm，直徑為3~6μm。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟（1）中所述碳納米管為電弧放電、化學氣相沉淀、模板法、太陽能法或激光蒸發法中的任一種制備的多壁碳納米管或以其任意比例混合的混合物；碳納米管的長度為5~100μm，直徑為5~25nm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟（1）中所述強氧化性酸為1～90％重量酸濃度硝酸、1～98％重量酸濃度硫酸、1∕100～100∕1摩爾比硝酸和硫酸混合溶液中任一種或其多種組合。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于步驟(1)和步驟（2）中所述分散劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甲酸、乙酸、丙酮、四氫呋喃或二甲基甲酰胺中的一種或其多種組合。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述聚合物為甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇中任一種或其多種組合，聚合物的分子量為1×10³~1×10⁵。