專利名稱：一種以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以鈦酸鹽納米管為骨架，從而制備尺寸可控的碳納米棒的方法，屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碳是一種很常見的元素，它以多種形式廣泛存在于自然界中。它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，在加之SP2的異向性導(dǎo)致晶體的各向?qū)院推渌帕械母飨驅(qū)浴Ｒ虼艘蕴荚貫槲ㄒ粯?gòu)成元素的碳素材料類型包括:碳納米管，碳纖維，碳球。碳納米管與碳球具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和潛在的優(yōu)良性能，這就決定了它們在物理、化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域都有很大的發(fā)展前景。碳納米棒作為一種尺寸較短的碳納米纖維，雖然在應(yīng)用領(lǐng)域不及碳納米管與碳球那么廣泛，但由于它不需要昂貴的設(shè)備、工藝簡單、成本低，作為催化劑載體具有發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種選用自制的、直徑為4一IOnm的鈦酸鹽納米管為骨架，通過水熱時(shí)間的不同進(jìn)行包碳的碳納米棒制備方法，從而得到一種以鈦酸鹽納米管為骨架的尺寸可控的碳納米棒。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100-150:7_20:1_5的比例充分混合均勻后，形成 粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為4一IOnm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比10_20:1-10的比例加入到40-60ml超純水中，超聲5_15分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在160_180°C溫度下反應(yīng)5—9小時(shí)后，自然冷卻6_10小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5-10分鐘，無水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8_12小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案是:它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為120:10:3的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為6 — 8nm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比15:5的比例加入到50ml超純水中，超聲10分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在170°C溫度下反應(yīng)7小時(shí)后，自然冷卻8小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心8分鐘，無水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明的制備條件溫和，方法簡單，可操作性強(qiáng)，重復(fù)性較好，成本較低，而且具有一定的普適性；尺寸可控的碳納米棒可以為納米顆粒的負(fù)載提供合適的載體，因而具有較好的應(yīng)用前景。


圖1為水熱5個(gè)小時(shí)得到以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的透射電鏡圖；圖2為水熱7個(gè)小時(shí)得到以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的透射電鏡圖；圖3為水熱9個(gè)小時(shí)得到以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的透射電鏡具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹:本發(fā)明所述碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100-150:7_20:1_5的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為4一IOnm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比10-20:1-10的比例加入到40-60ml超純水中，超聲5_15分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在160_180°C溫度下反應(yīng)5—9小時(shí)后，自然冷卻6_10小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5-10分鐘，無水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8_12小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。以下實(shí)施例僅僅是本發(fā)明幾個(gè)具體的實(shí)施例，在上述公開技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過簡單的數(shù)值替換，能夠方便地獲得可實(shí)施的無數(shù)個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例1:本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案是:它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨 酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為120:10:3的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為6 — 8nm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比15:5的比例加入到50ml超純水中，超聲10分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在170°C溫度下反應(yīng)7小時(shí)后，自然冷卻8小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心8分鐘，無水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。實(shí)施例2:本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案是:它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100:15:3的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該混合物與自制的管徑為5nm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比15:3的比例加入到40ml超純水中，超聲5分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在180°C溫度下反應(yīng)7小時(shí)后，自然冷卻8小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5分鐘，無水乙醇清洗3次，在80°C下干燥8小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。實(shí)施例3，本發(fā)明所述碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100:7:1的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為4nm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比10:1的比例加入到40ml超純水中，超聲5分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在160°C溫度下反應(yīng)5小時(shí)后，自然冷卻6小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5分鐘，無水乙醇清洗2次，在60°C下干燥8小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。實(shí)施例4，本發(fā)明所述碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟:I)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為150:20:5的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為IOnm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比20:10的比例加入到60ml超純水中，超聲15分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在180°C溫度下反應(yīng)9小時(shí)后，自然冷卻10小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心10分鐘，無水乙醇清洗4次，在80°C下干燥12小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。圖1一3所示的是分別為水熱5，7，9個(gè)小時(shí)得到以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的透射電鏡圖；可見碳 納米棒的直徑是不斷增加的，具有尺寸可控性。
權(quán)利要求
1.一種以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟: 1)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100-150:7-20:1_5的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物； 2)將該粉末混合物與自制的管徑為4一IOnm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比10-20:1_10的比例加入到40-60ml超純水中，超聲5-15分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)； 3)在160-180°C溫度下反應(yīng)5—9小時(shí)后，自然冷卻6_10小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5_10分鐘，無水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8-12小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的制備方法，其特征在于它包括如下幾個(gè)步驟: 1)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為120:10:3的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物； 2)將該粉末混合物與自制的管徑為6— Snm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比15:5的比例加入到50ml超純水中，超聲10分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)； 3)在170°C溫度下反應(yīng)7小時(shí)后，自然冷卻8小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心8分鐘，無水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物。
全文摘要
一種以鈦酸鹽納米管為骨架的碳納米棒的制備方法，它包括如下幾個(gè)步驟1)將淀粉，L-賴氨酸，以及十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比為100-1507-201-5的比例充分混合均勻后，形成粉末混合物；2)將該粉末混合物與自制的管徑為4—10nm的鈦酸鹽納米管以質(zhì)量比10-201-10的比例加入到40-60ml超純水中，超聲5-15分鐘，并放入水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)；3)在160-180℃溫度下反應(yīng)5—9小時(shí)后，自然冷卻6-10小時(shí)；之后將反應(yīng)物離心5-10分鐘，無水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小時(shí)，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物；本發(fā)明的制備條件溫和，方法簡單，可操作性強(qiáng)，重復(fù)性較好，成本較低，而且具有一定的普適性；尺寸可控的碳納米棒可以為納米顆粒的負(fù)載提供合適的載體，因而具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號B82Y40/00GK103204491SQ20131013089
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者王晟, 王騊, 徐友峰 申請人:浙江理工大學(xué)