[發(fā)明專利]一種高耐熱性含氮碳納米管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310691453.9
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103708436A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉景軍;宋薇薇;王峰;宋夜;鄧海靜;賈怡;李志林;吉靜;覃事永;張良虎;康建忠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué);藍(lán)星（北京）化工機(jī)械有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y30/00
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 王天桂

1.一種高耐熱性含氮碳納米管，其特征在于通過如下方法制備得到：采用直接聚合法以苯胺為單體，丁二酸為摻雜酸，過硫酸銨為引發(fā)劑，合成聚苯胺納米管，然后在惰性氣氛下碳化、石墨化，最后在空氣中煅燒得到高耐熱性含氮碳納米管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱性含氮碳納米管，其特征在于具體包括如下步驟：

（1）配置0.01～0.1mol/L的丁二酸水溶液，并將其平均分成兩份置于兩個(gè)燒杯中，其中一份中加入0.01～0.5mol/L的苯胺單體，攪拌至溶解，另一份中加入0.01～0.5mol/L的引發(fā)劑過硫酸銨，超聲至溶解；將兩個(gè)燒杯放置在0～50℃的反應(yīng)溫度下保持30分鐘，然后將兩個(gè)燒杯中的溶液混合，攪拌至均勻，反應(yīng)1～15小時(shí)后，進(jìn)行抽濾并用乙醇和水洗滌至中性，并將抽濾后得到的樣品置于真空烘箱中60℃中干燥10h得到聚苯胺納米管；

（2）將步驟（1）中制備得到的聚苯胺納米管置于管式爐中，在氬氣氣氛下進(jìn)行碳化，由室溫以1～5℃/min的升溫速率升到400℃，保溫1～5h，然后再以1～5℃/min升到700℃，保溫1～5h，然后自然冷卻，收集產(chǎn)物；

（3）將步驟（2）得到的產(chǎn)物置于氬氣氣氛下石墨化處理，由室溫經(jīng)過1～5h升到1600℃，之后經(jīng)過1～5h升到2800℃，然后在此溫度下保溫1～3h，冷卻至室溫取出；

（4）將步驟（3）得到的產(chǎn)物置于馬弗爐中在空氣氣氛下800℃煅燒1～5h,冷卻至室溫取出，得到高耐熱性含氮碳納米管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐熱性含氮碳納米管，其特征在于，所述高耐熱性含氮碳納米管的管壁為原生聚團(tuán)狀管壁結(jié)構(gòu)，管壁主要由共軛型空心碳納米顆粒組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐熱性含氮碳納米管，所述高耐熱性含氮碳納米管的管徑約為100nm左右，壁厚30～40nm，長為0.5～2μm，長徑比約為5～20。

5.權(quán)利要求1-4任一所述的高耐熱性含氮碳納米管在氧氣還原反應(yīng)催化劑載體或超級電容器電極材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。