本發(fā)明屬于分離制備領(lǐng)域，具體地說涉及一種超臨界二氧化碳制備塊狀碳納米管多孔材料的方法。
背景技術(shù)：
超臨界co2流體萃取(sfe)分離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當(dāng)然，對(duì)應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，所以超臨界co2流體萃取過程是由萃取和分離過程組合而成的。
碳納米管中碳原子以sp2雜化為主，同時(shí)六角型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)存在一定程度的彎曲，形成空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中可形成一定的sp3雜化鍵，即形成的化學(xué)鍵同時(shí)具有sp2和sp3混合雜化狀態(tài)，而這些p軌道彼此交疊在碳納米管石墨烯片層外形成高度離域化的大π鍵，碳納米管外表面的大π鍵是碳納米管與一些具有共軛性能的大分子以非共價(jià)鍵復(fù)合的化學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)多壁碳納米管的光電子能譜研究結(jié)果表明，不論單壁碳納米管還是多壁碳納米管，其表面都結(jié)合有一定的官能基團(tuán)，而且不同制備方法獲得的碳納米管由于制備方法各異，后處理過程不同而具有不同的表面結(jié)構(gòu)。一般來講，單壁碳納米管具有較高的化學(xué)惰性，其表面要純凈一些，而多壁碳納米管表面要活潑得多，結(jié)合有大量的表面基團(tuán)，如羧基等。以變角x光電子能譜對(duì)碳納米管的表面檢測(cè)結(jié)果表明，單壁碳納米管表面具有化學(xué)惰性，化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而且隨著碳納米管管壁層數(shù)的增加，缺陷和化學(xué)反應(yīng)性增強(qiáng)，表面化學(xué)結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜化。內(nèi)層碳原子的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較單一，外層碳原子的化學(xué)組成比較復(fù)雜，而且外層碳原子上往往沉積有大量的無定形碳。由于具有物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的不均勻性，碳納米管中大量的表面碳原子具有不同的表面微環(huán)境，因此也具有能量的不均一性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一種超臨界二氧化碳制備塊狀碳納米管多孔材料的方法，其特征是如下：
選取氧化碳納米管作為原料；將氧化碳納米管通過濃硫酸浸泡進(jìn)行官能化；官能化的氧化碳納米管經(jīng)過水洗烘干，除掉濃硫酸后加入無水乙醇溶液并在低溫下制備成溶膠；選擇附圖1超臨界制備裝置進(jìn)行制備；將溶膠先加入制備罐，將制備罐安裝至制備裝置上；將二氧化碳通過氣體壓縮機(jī)從制備罐底部第一進(jìn)料口連續(xù)加入制備罐，設(shè)定制備罐內(nèi)溫度和壓力，使 二氧化碳處于超臨界狀態(tài)，制備罐內(nèi)從下至上設(shè)置4個(gè)不同的溫度，保證產(chǎn)品的均一性；溶膠中乙醇溶入超臨界二氧化碳后，從頂部出料口連續(xù)排出；溶膠中乙醇全部被超臨界二氧化碳帶出后，關(guān)閉氣體壓縮機(jī)和制備罐進(jìn)料口，通過頂部出料口泄壓將制備罐內(nèi)壓力泄至常壓；通過制備罐底部第二進(jìn)料口加入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，除去剩余的乙醇；吹掃完成后，將制備罐拆下并將內(nèi)部制備好的塊狀碳納米管多孔材料取出；制備完成。
附圖說明
圖1是超臨界二氧化碳制備塊狀碳納米管多孔材料工藝及裝置示意圖。a：co2氣體壓縮單元；a1-1：氣體壓縮機(jī)；a1-2：c02進(jìn)氣口；a1-3：c02出氣口；c:超臨界制備單元c1：制備罐；c1-1：底部第一進(jìn)料口；c1-2：底部第二進(jìn)料口；c1-3：頂部出料口；c1-4：第一溫區(qū)加熱套；c1-5：第二溫區(qū)加熱套；c1-6：第三溫區(qū)加熱套；c1-7：第四溫區(qū)加熱套
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
選取氧化碳納米管作為原料；將氧化碳納米管通過濃硫酸浸泡進(jìn)行官能化，浸泡時(shí)間4小時(shí)，浸泡溫度60℃，浸泡時(shí)不斷攪動(dòng)；官能化的氧化碳納米管經(jīng)過水洗和烘干，除掉濃硫酸后加入無水乙醇溶液并在-20℃放置2小時(shí)下制備成溶膠，固含量20％；選擇附圖1超臨界制備裝置進(jìn)行制備；將溶膠先加入制備罐，加入制備罐容量6l，將制備罐安裝至制備裝置上；將二氧化碳通過氣體壓縮機(jī)從制備罐底部第一進(jìn)料口連續(xù)加入制備罐，加料速度為20m3/h，制備罐壓力維持在16mpa，使二氧化碳處于超臨界狀態(tài)，制備罐內(nèi)從下至上4個(gè)溫區(qū)的溫度分別為45℃、55℃、65℃、75℃；溶膠中乙醇溶入超臨界超臨界二氧化碳后，從頂部出料口連續(xù)排出；4小時(shí)后，關(guān)閉氣體壓縮機(jī)和制備罐進(jìn)料口，通過頂部出料口泄壓將制備罐內(nèi)壓力泄至常壓；通過制備罐底部第二進(jìn)料口加入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，加料速度為10m3/h，除去剩余的乙醇；吹掃完成后，將制備罐拆下并將內(nèi)部制備好的塊狀碳納米管多孔材料取出；制備完成。
制備規(guī)格為圓柱形塊狀；bet測(cè)定比表面積743m2/g。