[發(fā)明專利]碳納米管纖維的表面修飾方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810276309.1 | 申請日： | 2018-03-30 |
| 公開（公告）號： | CN108532287B | 公開（公告）日： | 2021-08-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄧飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 深圳烯灣科技有限公司 |
| 主分類號： | D06M10/10 | 分類號： | D06M10/10;D06M10/00;D06M15/233;D06M15/263;D06M101/40 |
| 代理公司： | 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224 | 代理人： | 生啟 |
| 地址： | 518172 廣東省深圳市龍*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 納米 纖維 表面 修飾 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種碳納米管纖維的表面修飾方法。上述碳納米管纖維的表面修飾方法，先形成碳納米管纖維，再通過將碳納米管纖維和高分子聚合物置于高能紫外光下進(jìn)行高能紫外光處理，并設(shè)定高能紫外光的照射功率為15mW～35mW，設(shè)定高能紫外光為照射波長λ為150nm～350nm的單色窄帶光，從而使得高分子聚合物能夠接枝到碳納米管纖維的表面；上述碳納米管纖維的表面修飾方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對碳納米管纖維的表面處理，且不需要將碳納米管分散在溶劑中進(jìn)行表面處理而破壞碳納米管陣列的規(guī)整結(jié)構(gòu)從而影響紡絲，也避免了使用有毒試劑而造成人體和環(huán)境的傷害，同時(shí)，上述方法只需進(jìn)行高能紫外光處理20min～50min即可完成碳納米管纖維的表面修飾，反應(yīng)時(shí)間短，能耗低且效率高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及碳納米管纖維的表面修飾方法。
背景技術(shù)
目前在碳納米管的表面進(jìn)行修飾的方法主要包括氧化修飾法、鹵化反應(yīng)修飾法、環(huán)氧加成反應(yīng)法及重氮鹽修飾法。其中，氧化修飾法分為液相氧化法和氣相氧化法，液相氧化法采用強(qiáng)氧化溶劑如硝酸、高錳酸鉀、雙氧水或臭氧溶液對碳納米管進(jìn)行氧化，往往需要經(jīng)過長時(shí)間的回流才能給在碳納米管的表面裝飾上小型基團(tuán)，如-COOH、-OH或-C=O等；氣相氧化法采用高溫下通入氣體氧氣或臭氧對碳納米管進(jìn)行氧化以在碳納米管表面產(chǎn)生C-O-C官能團(tuán)或-C=O官能團(tuán)。鹵化反應(yīng)修飾法是在加熱的條件下通入氣體含鹵素的劇毒化合物質(zhì)如F2、BrF3、XeF2等并經(jīng)過長時(shí)間反應(yīng)，從而在碳納米管的表面產(chǎn)生C-F官能團(tuán)。環(huán)氧加成反應(yīng)法是在Azomethine ylides引發(fā)劑的作用下，二甲基甲酰胺在碳納米管的表面發(fā)生1,3-環(huán)加成反應(yīng)的方法，該方法也需要長時(shí)間的回流。重氮鹽修飾法是使用重氮鹽溶液，并采用電化學(xué)法或溶劑分解法，使得重氮鹽產(chǎn)生自由基并引發(fā)反應(yīng)從而在碳納米管表面修飾較大的官能基團(tuán)。
然而，上述方法無法用于對碳納米管纖維進(jìn)行表面處理，且要么需要將碳納米管進(jìn)行分散，從而破壞了碳納米管的陣列結(jié)構(gòu)，不利于后續(xù)的紡絲，要么需要長時(shí)間的反應(yīng)或需要采用有毒性試劑進(jìn)行反應(yīng)，可能對人體和環(huán)境造成傷害，因此，研究一種新的碳納米管纖維的表面修飾方法非常重要。
發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對目前對難以對碳納米管纖維進(jìn)行表面處理，且易破壞碳納米管陣列的陣列結(jié)構(gòu)而不利于紡絲、反應(yīng)時(shí)間長、使用有毒試劑造成對人體和環(huán)境傷害的問題，提供一種碳納米管纖維的表面修飾方法。
一種碳納米管纖維的表面修飾方法，包括以下步驟：
在第一基底上形成碳納米管纖維；
在第二基底上沉積高分子聚合物，所述高分子聚合物選自碳鏈高聚物；
將所述第一基底與所述第二基底放置于同一反應(yīng)腔；及
在保護(hù)性氣體氛圍下，對所述第一基底及所述第二基底進(jìn)行高能紫外光處理；所述高能紫外光的照射功率為15mW~35mW，所述高能紫外光為照射波長λ為150nm~350nm的單色窄帶光。
在其中一個(gè)實(shí)施方式中，所述在第一基底上形成碳納米管纖維的步驟具體包括：
在所述硅基片上沉積催化劑層；
在保護(hù)性氣體氛圍下，升溫至700℃~800℃后再通入碳源氣體反應(yīng)得到所述碳納米管陣列；所述碳源氣體以氣體分壓計(jì)包括25%~40%的乙烯、1%~10%的氫氣及70%~80%的氮?dú)猓?/p>
對所述碳納米管陣列進(jìn)行紡絲得到所述碳納米管纖維；及
將所述碳納米管纖維放置于所述第一基底。
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