载纳米银碳纳米管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种载纳米银碳纳米管的制备方法。所述载纳米银碳纳米管制备方法包括制备表面结合有银离子的碳纳米管、制备表面原位生长有卤化银的碳纳米管和将卤化银曝光分解获得表面原位生长纳米银的碳纳米管等步骤。所述制备方法使得生长的纳米银颗粒能够有效结合在碳纳米管的表面上，并增强了纳米银颗粒与碳纳米管之间的结合强度，同时保证纳米银颗粒能够均匀的分散并结合在碳纳米管的表面上，而且活性高，有效降低了碳纳米管之间的接触电阻，且具有低温烧结特性。

Preparation of nano silver carbon nanotubes

The invention discloses a method for preparing nano silver carbon nanotubes. The nano silver carbon nanotube preparation methods include preparing carbon nanotubes with silver ions on the surface, preparing the carbon nanotubes with silver halide in situ on the surface, and decomposing the silver halide into carbon nanotubes in situ to grow nano silver in situ. The preparation method enables the growth of nano silver particles to be effectively combined on the surface of the carbon nanotubes, and enhances the bonding strength between the nano silver particles and the carbon nanotubes, and ensures that the nano silver particles can be evenly dispersed and combined on the surface of the carbon nanotubes, and the activity is high and effectively reduces the carbon nanotubes. The contact resistance has the characteristics of low temperature sintering.

【技术实现步骤摘要】
载纳米银碳纳米管的制备方法
本专利技术属于碳纳米管复合材料
，具体的是涉及一种载纳米银碳纳米管的制备方法。
技术介绍
碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2～20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。由于碳纳米管的结构特性，其具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。但是在碳纳米管的应用中发现，碳纳米管之间的接触电阻较大，限制了实际性能。为了降低碳纳米管之间的接触电阻，目前出现了一些对碳纳米管进行改性的方法，如目前报道的采用金属颗粒修饰的碳纳米管。在这些研究中，银纳米颗粒修饰的碳纳米管(Ag@CNT)因为具有广泛的应用前景(如催化剂、光限幅材料以及导电材料)而获得科研工作者的极大关注。目前制备Ag@CNT的主要方法有热分解反应法、气相沉积法、表面化学反应法以及γ-射线辐射法等。采用上述方法制备Ag@CNT主要有两个缺点：1)由于银纳米颗粒和碳纳米管表面之间的相互作用很弱，因此银纳米颗粒极易通过毛细管作用进入到碳纳米管内部，从而难以实现银在碳纳米管表面的修饰；2)纳米粒子的聚集导致银纳米颗粒很难在碳纳米管表面形成单一分散且粒径分布均一的纳米颗粒修饰层。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种载纳米银碳纳米管的制备方法，以解决现有银纳米颗粒修饰碳纳米管的方法导致银纳米颗粒与碳纳米管结合不强或进入碳纳米管内部和银纳米颗粒分布不均匀的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种载纳米银碳纳米管的制备方法。所述载纳米银碳纳米管的制备方法包括如下步骤：将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理后，分散于银盐溶液中，获得表面吸附有银离子的碳纳米管；将获得的表面吸附有银离子的所述碳纳米管分散于卤盐溶液中进行卤化银的沉淀反应，获得表面原位生长有卤化银的碳纳米管；将表面原位生长有卤化银的碳纳米管进行曝光分解反应，获得表面原位生长有纳米银的碳纳米管。与现有技术相比，本专利技术载纳米银碳纳米管的制备方法先将银离子结合到表面酸化和/或氧化处理后碳纳米管表面，然后在碳纳米管表面原位生长卤化银沉淀和原位生长银颗粒。这样使得生长的纳米银颗粒能够有效结合在碳纳米管的表面上，并增强了纳米银颗粒与碳纳米管之间的结合强度，同时保证纳米银颗粒能够均匀的分散并结合在碳纳米管的表面上，而且活性高，有效降低了碳纳米管之间的接触电阻，且具有低温烧结特性，从而克服现有银颗粒修饰的碳纳米管方法存在的颗粒与碳纳米管结合不强或进入碳纳米管内部和银纳米颗粒分布不均匀的技术问题。另外，所述载纳米银碳纳米管的制备方法条件易控，使得制备的载纳米银碳纳米管结构和物化性能稳定，有效降低了生产成本。附图说明图1为本专利技术实施例载纳米银碳纳米管的制备方法工艺流程图；图2为本专利技术实施例载纳米银碳纳米管结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例说明书各组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。本专利技术实施例提供了一种载纳米银碳纳米管的制备方法。所述载纳米银碳纳米管的制备方法工艺流程如图1所示，其包括如下步骤：步骤S01.制备表面结合有银离子的碳纳米管：将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理后，分散于银盐溶液中，获得表面吸附有银离子的碳纳米管；步骤S02.制备表面原位生长有卤化银的碳纳米管：将步骤S01中获得的表面吸附有银离子的所述碳纳米管分散于卤盐溶液中进行卤化银的沉淀反应，获得表面原位生长有卤化银的碳纳米管；步骤S03.将卤化银曝光分解获得表面原位生长纳米银的碳纳米管：将步骤S02中获得的表面原位生长有卤化银的碳纳米管进行曝光分解反应，获得表面原位生长有纳米银的碳纳米管。具体地，上述步骤S01中的将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理，实现对碳纳米管表面进行改性处理，从而增强碳纳米管表面吸附银离子的能力。一实施例中，将所述碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理是将所述碳纳米管置于强酸或强氧化剂或强酸与强氧化剂的混合溶液中进行浸渍处理。在具体实施例中，所述强酸包括硫酸、盐酸中的至少一种；所述强氧化剂包括磺酸、高锰酸钾、双氧水中的至少一种。通过该强酸或强氧化剂或者强酸与强氧化剂的混合液同时对碳纳米管进行表面处理，有效增强碳纳米管对银离子的吸附能力。在酸化和/或氧化处理的过程中，酸化试剂如强酸和氧化试剂如强氧化剂相对碳纳米管是足量的，以保证碳纳米管表面被充分的改性处理。其中，所用的碳纳米管可以是市售碳纳米管，如是碳纳米管粉末、水性分散液、溶剂型分散液，可以是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管忽略两者的碳纳米管混合物。优选碳纳米管粉末或碳纳米管水性分散体作为原料。当选用碳纳米管水性分散体作为原料时，所述碳纳米管水性分散体中的水为电阻率不低于10兆欧的工业去离子水。待将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理后，还包括对碳纳米管进行固液分离和洗涤处理，以除去碳纳米管表面残留的酸化和/或氧化试剂。当经表面酸化和/或氧化处理后的碳纳米管分散于银盐溶液中后，银离子被吸附在碳纳米管的表面。一实施例中，将经表面酸化和/或氧化处理后的所述碳纳米管分散于银盐溶液中后，所述碳纳米管与所述银盐的质量比为1：(1～10)。通过控制碳纳米管与银盐的量，从而控制碳纳米管表面吸附银离子的量，从而控制最终纳米银负载在碳纳米管的量和控制纳米银颗粒形态，如保证纳米银颗粒是单一纳米颗粒状原位生长在碳纳米管的表面上，从而增加纳米银颗粒的活性。在具体实施例中，所述银盐包括硝酸银、硫酸银、高氯酸银中的至少一种。待碳纳米管充分吸附银离子后，还包括对碳纳米管进行固液分离处理，以获得表面吸附有银离子的碳纳米管。上述步骤S02中，当将表面吸附有银离子的所述碳纳米管分散于卤盐溶液中后，银离子或与卤盐中的卤离子发生沉淀反应，从而在碳纳米管表面原位生长卤化银沉淀。以实施例中，所述卤盐溶液所含的卤盐为碱金属的卤化物。在具体实施例中，所述碱金属的卤化物包括氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的至少一种。在沉淀反应体系中，卤盐相对碳纳米管表面结合的银离子过量，这样，使得碳纳米管表面结合的银离子全部生成卤化银沉淀。在一实施例中，上述步骤S01中的银盐溶液除了所含的银盐之外和/或上述步骤S02中的所述卤盐溶液除了所含的卤盐之外，所述银盐溶液和/或卤盐溶液还可以包括乳化剂、分散剂中的至少一种。通过在所述银盐溶液增加乳化剂、分散剂使碳纳米管在水相中均匀分散，均匀吸附银离子，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载纳米银碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理后，分散于银盐溶液中，获得表面吸附有银离子的碳纳米管；将获得的表面吸附有银离子的所述碳纳米管分散于卤盐溶液中进行卤化银的沉淀反应，获得表面原位生长有卤化银的碳纳米管；将表面原位生长有卤化银的碳纳米管进行曝光分解反应，获得表面原位生长有纳米银的碳纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种载纳米银碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理后，分散于银盐溶液中，获得表面吸附有银离子的碳纳米管；将获得的表面吸附有银离子的所述碳纳米管分散于卤盐溶液中进行卤化银的沉淀反应，获得表面原位生长有卤化银的碳纳米管；将表面原位生长有卤化银的碳纳米管进行曝光分解反应，获得表面原位生长有纳米银的碳纳米管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将经表面酸化和/或氧化处理后的所述碳纳米管分散于银盐溶液中后，所述碳纳米管与所述银盐的质量比为1：(1～10)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述银盐包括硝酸银、硫酸银、高氯酸银中的至少一种；和/或将所述碳纳米管进行表面酸化和/或氧化处理是将所述碳纳米管置于强酸或强氧化剂或强酸与强氧化剂的混合溶液中进行浸渍处理。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述强酸包括硫酸、盐酸中的至少一种；所述强氧化剂包括磺酸、高锰酸钾、双氧水中的至少一种。5.根据权利要求1、2、4任一项所述的制备方法，其特征在于：所述卤盐溶液所含的卤盐为碱金属的卤化物；和/或所述银盐溶液和/或所述卤盐溶液还包括乳化剂、分散剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐学亮，胡军辉，
申请(专利权)人：深圳市百柔新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44