一種碳納米管的表面修飾方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳納米管的表面修飾方法。該修飾方法是將碳納米管加入到沒食子酸水溶液中，分散均勻，靜置，過濾，取濾渣進行真空干燥，得到經表面修飾的碳納米管。本發(fā)明所述方法得到的碳納米管分散性好，雜質含量低。同時本發(fā)明方法不會對碳納米管造成化學損傷，保持了碳納米管的完整性，且不產生廢水、廢酸等污染物，工藝簡單，工藝參數容易控制，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種碳納米管的表面修飾方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米【技術領域】，尤其涉及一種碳納米管的表面修飾方法。

【背景技術】
[0002] 碳納米管是空心的管狀纖維結構，其直徑一般為幾納米至幾十納米，長度可達數 微米甚至數毫米。碳納米管的獨特結構決定了其既具有碳素材料的固有本性，又具有金屬 材料的導電和導熱性、陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性、紡織纖維的可編織性以及高分子材料 的輕質易加工性。由于碳納米管具有上述優(yōu)異性能，使得其可用于汽車、機械、電子、軍事等 領域的超級電容器制造，并可與各種金屬、非金屬及高分子材料復合組成綜合性能優(yōu)異的 導電材料、高強度復合材料、屏蔽材料及隱身材料等。
[0003] 但是由于碳納米管的納米級尺寸、大的比表面積及高的長徑比，同時碳納米管分 子間較強的范德華力作用，使得碳納米管容易以團聚狀或束狀形態(tài)出現，由此導致碳納米 管很難分散到各種溶劑中，嚴重影響了碳納米管的實際應用，如何有效地分散碳納米管具 有重要的意義。
[0004] 碳納米管表面改性是提高其分散性的重要方法。通常采用對碳納米管進行強酸預 處理后，使其表面帶有羧基等官能團，然后再進行酰胺化、酯化等枝接反應，從而提高碳納 米管的分散性。但是采用強酸或者混酸處理對碳納米管具有一定的破壞作用，且常需要較 高溫度和較長時間，同時處理時容易產生污染性的氣體。
[0005] 在文獻 J Am Chem Soc，2006,128 (32) :10568-10571 中，Zheyi Chen 等人將單壁 碳納米管在發(fā)煙硫酸中浸泡12小時，再加入濃硝酸65°C攪拌2小時，經過濾、洗滌、真空干 燥，得到羧基功能化的單壁碳納米管，處理后的單壁碳納米管不需要表面活性劑的輔助，就 可以很好地分散在極性有機溶劑、酸溶液和水中。但該處理碳納米管的方式過于激烈，單壁 碳納米管被剪切為極短的碳納米管（< 60nm)，同時還會產生廢水、廢酸等污染物。
[0006] 發(fā)明專利申請201310578266. X公開了一種碳納米管表面改性及分散方法，首先 采用強堿和雙氧水的混合溶液對碳納米管的表面進行預處理，然后再用單寧酸對經預處理 的碳納米管進行改性處理，使碳納米管表面接枝上單寧酸。改性后的碳納米管在水和有機 溶劑中具有良好的分散性能。但是，接枝的單寧酸（c 76H52o46)由于結構較為復雜且分子量較 大，使得碳納米管表面引入了較多C、H、0雜質元素。同時該工藝過程要先進行預處理，工藝 繁瑣。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種碳納米管的表面 修飾方法。該修飾方法采用沒食子酸水溶液對碳納米管進行表面修飾，得到的碳納米管分 散性好，雜質含量低。同時本發(fā)明方法不會對碳納米管造成化學損傷，保持了碳納米管的完 整性，且不產生廢水、廢酸等污染物，工藝簡單，工藝參數容易控制。
[0008] 為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：
[0009] 本發(fā)明所述碳納米管的表面修飾方法，包括如下步驟：將碳納米管加入到沒食子 酸水溶液中，分散均勻，靜置，過濾，取濾渣進行真空干燥，得到經表面修飾的碳納米管。 [0010] 沒食子酸，又稱倍酸、五倍子酸，其化學名為3, 4, 5-三羥基苯甲酸，化學式為 C6H2(0H)3C00H，化學結構式如式I所不，屬于多酚類物質，亦屬于有機酸。
[0011]

【權利要求】
1. 一種碳納米管的表面修飾方法，其特征在于，包括如下步驟：將碳納米管加入到沒 食子酸水溶液中，分散均勻，靜置，過濾，取濾渣進行真空干燥，得到經表面修飾的碳納米 管。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳納米管的重量與沒食子酸水溶液 的體積之比為〇· 05?0· 5g :20?60ml。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述靜置的時間為12?30h。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述真空干燥的溫度為60°C?80°C。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述真空干燥的時間為1?3h。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳 納米管。
7. 根據權利要求1?6任一項所述的方法，其特征在于：所述沒食子酸水溶液的濃度 為 3 ?18 μ g/ml。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述沒食子酸水溶液的濃度為5? 15 μ g/ml〇
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述沒食子酸水溶液的濃度為10 μ g/ml。
【文檔編號】B82Y30/00GK104118862SQ201410353923
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】邵甄胰, 蔣小松, 蔣佳芯, 李景瑞, 劉晚霞, 朱德貴, 劉丹 申請人:成都工業(yè)學院