專(zhuān)利名稱(chēng)：修飾碳納米管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種修飾碳納米管的方法。
背景技術(shù)：
碳納米管是1991年由日本科學(xué)家Iijima教授發(fā)現(xiàn)的一種新型納米材料，是由石墨烯片層卷成的管體。碳納米管分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。
因碳納米管在機(jī)械、電子、物理、化學(xué)等方面具有優(yōu)異的性能，如獨(dú)特的金屬或半導(dǎo)體導(dǎo)電性、極高的機(jī)械強(qiáng)度、高容量?jī)?chǔ)氫能力及吸附能力、場(chǎng)致電子發(fā)射性能、定向?qū)嵝阅芤约拜^強(qiáng)的寬帶電磁波吸收特性等，使得碳納米管受到物理、化學(xué)及材料科學(xué)等領(lǐng)域以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)部門(mén)的極大重視，同時(shí)促進(jìn)碳納米管的廣泛研究與實(shí)際應(yīng)用。目前，碳納米管的制備方法主要有電弧放電法、激光消熔法、以及化學(xué)氣相沉積法等。但是，這些方法所制備的碳納米管，通常并不溶于水及常用有機(jī)溶劑，其在水或常用有機(jī)溶劑中往往聚集于一起，難以分散，很大程度上限制其應(yīng)用。
碳納米管的溶解性研究是納米應(yīng)用研究中的一個(gè)重要課題。自1998年起，碳納米管的溶解性研究已逐漸展開(kāi)。A.G.Rinzler等人在APPL.Phys.A 67，29-37(1998)，“Large-scale purification of single-wall carbon nanotubesprocess，product，and characterization”一文中揭露通過(guò)強(qiáng)氧化酸氧化處理碳納米管，增加其在水中的分散能力。但是，此方法通過(guò)簡(jiǎn)單的氧化處理，并不能有效地改善碳納米管的溶解性。
有鑒于此，有必要提供一種修飾碳納米管的方法，其可顯著改善碳納米管的溶解性，以利于碳納米管的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容以下將以實(shí)施例說(shuō)明一種修飾碳納米管的方法，其可顯著改善碳納米管的溶解性。
一種修飾碳納米管的方法，包括以下步驟按重量份將1份碳納米管與10～100份30～70％聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)高分子水溶液混合；將上述混合溶液加熱至30～60℃，并超聲振蕩1～24小時(shí)，使得碳納米管表面被聚二氧乙基塞吩及聚對(duì)苯乙烯黃酸雙重修飾。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述修飾碳納米管的方法，通過(guò)同時(shí)具有共軛導(dǎo)電高分子PEDOT及水溶性聚合物PSS的PEDOT-PSS高分子水溶液修飾碳納米管，PSS在水中包覆于碳納米管表面，PEDOT在PSS水溶液中與碳納米管產(chǎn)生非共價(jià)鍵作用，碳納米管于PEDOT與PSS共同修飾作用下，其溶解性得到顯著改善。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中被聚二氧乙基塞吩與聚對(duì)苯乙烯磺酸雙重修飾的碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例所提供的修飾碳納米管的方法，其包括以下步驟首先，按重量份將1份碳納米管與10～100份30～70％聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)高分子水溶液混合；然后，將上述混合溶液加熱至30～60℃，并超聲振蕩1～24小時(shí)，使得碳納米管表面被聚二氧乙基塞吩及聚對(duì)苯乙烯黃酸雙重修飾。
本實(shí)施例的具體步驟如下(1)、將2克(g)干燥碳納米管與200毫升(mL)濃度為50％的聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)高分子水溶液混合。其中，所述碳納米管可為電弧放電法、激光消熔法或化學(xué)氣相沉積法所制備的單壁碳納米管或多壁碳納米管，本實(shí)施例中，所述碳納米管是采用化學(xué)氣相沉積法所制備的多壁碳納米管。所述聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)的商品名為BAYTRONRP，其在水溶液中的結(jié)構(gòu)式為
其中，n為重復(fù)單元數(shù)，其取值范圍為5～5000。
(2)、將(1)中所得的混合溶液加熱至30～60℃，并超聲振蕩1～24小時(shí)，使得碳納米管表面被聚二氧乙基塞吩及聚對(duì)苯乙烯黃酸雙重修飾。PSS在水中包覆于碳納米管表面，PEDOT在PSS水溶液中與碳納米管產(chǎn)生非共價(jià)鍵作用，從而使碳納米管均勻有效分散于水中。
進(jìn)一步，還可采用離心機(jī)、熱蒸發(fā)或過(guò)濾的方法，將被修飾的碳納米管從水溶液中分離出來(lái)。本實(shí)施例中，采用離心機(jī)分離方法將被修飾的碳納米管從水溶液中分離出來(lái)。
圖1是本實(shí)施例中被聚二氧乙基塞吩(PEDOT)與聚對(duì)苯乙烯磺酸(PSS)雙重修飾的碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖，其中，聚二氧乙基塞吩14與碳納米管12產(chǎn)生非共價(jià)鍵結(jié)效果，聚對(duì)苯乙烯磺酸16纏繞包覆于碳納米管12表面，形成被聚二氧乙基塞吩14與聚對(duì)苯乙烯磺酸16雙重修飾的碳納米管結(jié)構(gòu)10。
本實(shí)施例所述修飾碳納米管的方法，通過(guò)同時(shí)具有共軛導(dǎo)電高分子PEDOT及水溶性聚合物PSS的PEDOT-PSS高分子水溶液修飾碳納米管，PSS在水中包覆于碳納米管表面，PEDOT在PSS水溶液中與碳納米管產(chǎn)生非共價(jià)鍵作用，碳納米管于PEDOT與PSS共同修飾作用下，其溶解性得到顯著改善。
權(quán)利要求
1.一種修飾碳納米管的方法，包括以下步驟按重量份將1份碳納米管與10～100份30～70％聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸高分子水溶液混合；加熱至30～60℃，并超聲振蕩1～24小時(shí)，使得碳納米管表面被聚二氧乙基塞吩及聚對(duì)苯乙烯黃酸雙重修飾。
2.如權(quán)利要求1所述修飾碳納米管的方法，進(jìn)一步包括一分離步驟，將被修飾的碳納米管從水溶液中分離出來(lái)。
3.如權(quán)利要求2所述修飾碳納米管的方法，其特征在于，所述分離可采用離心機(jī)分離，熱蒸發(fā)或過(guò)濾的方法分離。
4.如權(quán)利要求1所述修飾碳納米管的方法，其特征在于，所述聚二氧乙基塞吩-聚對(duì)苯乙烯磺酸在水溶液中的結(jié)構(gòu)式為 其中，n為重復(fù)單元數(shù)，其取值范圍為5～5000。
5.如權(quán)利要求1所述修飾碳納米管的方法，其特征在于，所述碳納米管包括單壁碳納米管及多壁碳納米管。
6.如權(quán)利要求1所述修飾碳納米管的方法，其特征在于，所述碳納米管是由電弧放電法、激光消熔法或化學(xué)氣相沉積法所制備的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種修飾碳納米管的方法，通過(guò)聚二氧乙基塞吩－聚對(duì)苯乙烯磺酸(Poly(3，4－ethy lenedioxythiophene)－poly(styrenesulfonate)，PEDOT－PSS)高分子水溶液與碳納米管混合，將其加熱至30～60℃并超聲振蕩1～24小時(shí)，使得碳納米管表面被聚二氧乙基塞吩及聚對(duì)苯乙烯黃酸雙重修飾。本發(fā)明通過(guò)PSS在水中纏繞包覆于碳納米管表面，PEDOT在PSS水溶液中與碳納米管產(chǎn)生非共價(jià)鍵作用，使得碳納米管在PEDOT和PSS雙重修飾作用下，其溶解性得到顯著改善。
文檔編號(hào)C01B31/00GK1962428SQ20051010125
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者董才士 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司