一种组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法和产品技术

本发明专利技术公开了一种组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法和产品。通过对碳管预打断处理，破坏碳管的原始管径结构，增加碳管端口的数量，增加碳管和氧化剂的接触面积，再将预打断后的碳管和含硫酸的溶液在超声机中分散后向其中加入合适氧化剂，然后将其放置于密闭反应器中进行一定温度和时间下的加热，反应结束后使用过滤装置冲洗修饰后的碳管，过滤后收集碳管样品干燥储藏或者直接制成水系分散液储藏。本发明专利技术技术相比现有技术，能够减少污染，有效控制碳管氧化且提高其在水中的分散性，流程收率高；同时，处理后的碳管结构破坏较小且表面含有大量含氧基团，有益于碳管与其他材料结合，进而高效发挥碳管的各种物化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法和产品
本专利技术涉及材料制备
，尤其涉及一种修饰碳纳米管环保、高产率的方法。
技术介绍
多壁碳纳米管(以下简称碳管)是一种非常重要且应用广泛的碳材料。自从碳管被发现以来，由于其具有独特的管状中空结构，优良的导电、导热性能，比表面积高以及优异的机械性能，轻重量等优点，使其成为各个学科领域的研究热点。在碳管的诸多应用中，作为各类复合材料的理想前驱体或框架材料是较为热门的应用之一。虽然原始碳管独特的结构赋予它很多天然的优势，但是由于碳管长径比大，碳管在范德华力的作用下极易发生缠绕和团聚，导致碳管在水中的分散性差、稳定性差。很多碳管复合材料的化学合成都是以水作为反应介质，因此碳管在水中的分散性会对最终产物的品质有显著的影响；同时，目前市场上的商业生产碳管表面化学性质相对稳定，碳管与其它材料之间的相互作用弱，较难与其它材料进行有效复合。为了解决碳管易团聚、表面化学惰性等问题，应用碳管前需要对其进行表面修饰活化处理。目前对碳管修饰处理的方法主要是物理修饰和化学修饰这两类方法。最常用的化学修饰法使用浓硝酸和浓硫酸的混合液作为氧化剂对碳管进行氧化修饰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1(预打断处理)：使用机械方法将碳纳米管打断同时将团簇的碳纳米管打散，破坏碳纳米管的原始管径结构，增加碳纳米管端口的数量，增加碳纳米管和氧化剂的接触面积，提高碳纳米管处理过程中的氧化程度；步骤2(密闭容器反应)：称量一定量的预打断后的碳纳米管和硫酸溶液置于超声机中分散，在所述碳纳米管硫酸溶液混合物和氧化剂混合前，先将盛有所述碳纳米管硫酸溶液混合物的容器置于冰浴低温环境中,然后向所述碳纳米管硫酸溶液混合物中加入氧化剂，然后将其放置于密闭反应器，并且密封反应器；步骤3(加热)：对密闭反应器在一定温度和时间下进行加热；步骤...

【技术特征摘要】
1.一种组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1(预打断处理)：使用机械方法将碳纳米管打断同时将团簇的碳纳米管打散，破坏碳纳米管的原始管径结构，增加碳纳米管端口的数量，增加碳纳米管和氧化剂的接触面积，提高碳纳米管处理过程中的氧化程度；步骤2(密闭容器反应)：称量一定量的预打断后的碳纳米管和硫酸溶液置于超声机中分散，在所述碳纳米管硫酸溶液混合物和氧化剂混合前，先将盛有所述碳纳米管硫酸溶液混合物的容器置于冰浴低温环境中,然后向所述碳纳米管硫酸溶液混合物中加入氧化剂，然后将其放置于密闭反应器，并且密封反应器；步骤3(加热)：对密闭反应器在一定温度和时间下进行加热；步骤4(过滤)：反应结束后，使用过滤装置冲洗修饰后的碳纳米管，以去除残留的氧化剂和酸溶液；步骤5(收集存储)：过滤结束后，收集碳纳米管样品置于合适温度条件下干燥后储藏或者直接制成水系分散液储藏。2.如权利要求1所述的组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法，其特征在于，所述步骤1中的所述预打断处理使用的设备包括但不限于球磨机，高分散乳化机，超声粉碎仪，打粉机中的一种或多种。3.如权利要求1所述的组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法，其特征在于，所述步骤2中的硫酸溶液质量分数范围为30wt％至98wt％，所述碳纳米管和所述硫酸溶液的用量配比为1克所述碳纳米管对应60mL-90mL的所述硫酸溶液。4.如权利要求1所述的组合修饰碳纳米管达到环保、高产率的方法，其特征在于，所述步骤2中的所述碳纳米管和所述温和氧化剂的用量配比为1克所述碳纳米管对应所述温和氧化剂25mL至50mL或者所述碳纳米管和所述氧化剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政，魏超慧，余林颇，邓德利，夏兰，胡笛，
申请(专利权)人：宁波诺丁汉大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33