本發(fā)明涉及碳納米管,特別是涉及通過后天生長碳素體使碳納米管低成本、大批量、快速進行連接及改性的方法,屬于納米材料的領(lǐng)域。
背景技術(shù):
碳納米管,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料,他主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管,屬于納米材料。隨著納米科學(xué)的發(fā)展,碳納米管將會在高性能裝備制造中表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,碳納米管連接及改性之后有望提高復(fù)合材料的總體性能。盡管碳納米管在互連方面顯示出非常大的潛力,但是真正將其應(yīng)用到實際中,特別是復(fù)合材料中,跨尺度連接還將面臨很多挑戰(zhàn)。目前碳納米管之間的連接主要是停留在微觀的層面,主要的連接方式有以下幾種:化學(xué)氣相沉積技術(shù)、高能束輻照技術(shù)、電子束輻照技術(shù)、離子束輻照技術(shù)、超聲波振動互連技術(shù)、基于掃描探針顯微鏡的互連技術(shù)、薄膜卷覆技術(shù)、釬焊技術(shù)滴點沉積、化學(xué)沉積的互連技術(shù)。要提高碳納米管連接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究進展,還需要解決低成本、大批量制造的問題,目前研究中低成本、大批量快速連接涉及較少且效果不理想,本專利提供了一種通過后天生長碳素體的碳納米管連接及改性方法,有很大的發(fā)展前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有上述技術(shù)存在的缺陷和不足,本發(fā)明的目的在于,集成現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點,提供一種低成本、大批量,快速進行碳納米管連接及改性的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種通過后天生長碳素體使碳納米管大批量、快速進行連接及改性的方法,其實施過程包括以下步驟:
(1)將一定量的含碳水溶性的有機物與去離子水混合并加入催化劑,再加入適量碳納米管制成含有高分子碳源的碳納米管混合物;
(2)將該混合物置入碳納米管氣相分散設(shè)備中,制成氣凝膠形貌的碳納米管氣相分散體;
(3)將該分散體置于高溫室內(nèi),使有機物碳化,制成表面還有碳素體的碳納米管,通過碳素體使碳納米管之間進行連接。
使用本發(fā)明的方法進行碳納米管的連接及改性時,可以低成本、大批量、快速實現(xiàn)碳納米管之間的連接,所得碳納米管表面含有碳素體的碳納米管,通過碳素體使碳納米管之間進行連接。有效避免了碳納米管的二次團聚,在碳管的表面生長有很多的球狀碳素體,碳球的直徑集中在50-200nm之間,在碳納米管復(fù)合材料的制備領(lǐng)域,增加了碳納米管與基體的接觸面積,進一步加強碳納米管復(fù)合材料的性能。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明實驗操作步驟的具體示意圖。
附圖2碳納米連接及改性之后的sem效果圖。
具體實施方式
為了更清楚的連接本發(fā)明和本發(fā)明所產(chǎn)生的有益技術(shù)效果,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。
依照上述技術(shù)方案,以聚丙烯酰胺為例,本發(fā)明包括以下步驟:
(1)將一定量的聚丙烯酰胺與去離子水混合并加入催化劑,制成水溶液,再加入適量碳納米管制成含有高分子碳源的碳納米管混合物;
(2)將該混合物置入碳納米管氣相分散設(shè)備中,制成氣凝膠形貌的碳納米管氣相分散體;
(3)將該分散體置于550℃-650℃的真空高溫室內(nèi),高溫處理十分鐘,使有機物碳化,制成表面含有碳素體的碳納米管,通過碳素體使碳納米管之間進行連接。