测量碳纳米管储氢量的方法技术

一种测量碳纳米管储氢量的方法包括：　　　　步骤一，提供适量纯净碳纳米管，将该碳纳米管冷均压成板片状碳纳米管锭；　　　　步骤二，测量该板片状碳纳米管锭的导电系数；　　　　步骤三，将该板片状碳纳米管锭吸氢并测得其储氢量后，与步骤二相同条件下测量其导电系数；　　　　步骤四，重复步骤一至三，调整碳纳米管的数量，使每一次充入的氢气量不同，测量出吸附有不同量氢气的板片状碳纳米管锭的不同导电系数；　　　　步骤五，根据步骤二至四所得数据绘制导电系数－奈米碳管储氢量的标准曲线图；　　　　步骤六，将一未知氢气含量的碳纳米管与步骤一相同条件下冷均压成板片状碳纳米管锭，再与步骤二相同条件下测量其导电系数，从步骤五所绘制的标准曲线图上查找出碳纳米管的储氢量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
碳纳米管是一种新型碳材料，由日本研究人员Iijima于1991年发现，请参考″Helical microtubules of graphitic carbon″，S Iijima，Nature，vol.354，p56(1991)。碳纳米管可看作由石墨烯片层卷积而成的无缝中空管，由于范德华力作用碳纳米管会自动排列成直径10～100nm管束，而多壁碳纳米管管壁之间、碳纳米管与碳纳米管之间存在着类石墨层间隙，这些间隙的大小与分子氢气的动力学直径相近(例如，多壁碳纳米管管壁的间距为0.34nm，分子氢气的动力学直径为0.289nm)，因此，理论上单壁碳纳米管的中空管内腔以及管束间隙、多壁碳纳米管中空管内腔以及管壁层间隙中均可以储氢，因此碳纳米管作为储氢材料受到广泛关注。目前，对碳纳米管储氢量的测量没有一个标准方法。常用碳纳米管储氢量的测量方法有体积法、重量法等，其中体积法是将样品放在已知体积的装有氢气的密闭系统内，样品储氢后，体系压力将降低，根据压力变化及系统体积由气体状态方程得出碳纳米管的储氢量。但该方法的不足之处明显为保证测量精度，所需样品量较大；系统一旦发生泄漏，会影响测量结果，因此需要经常检查系统气密性是否完好；温度对测量结果产生较大影响，故需要严格控制实验过程的温度恒定。重量法是通过直接测量吸附氢前后样品的重量变化来确定样品的储氢量。重量法需要高精度天平，经常需要精密调整，否则测量结果误差较大；由于结果通过直接测量重量变化得到，测量过程中需要避免样品任何非氢吸附，因此对测量环境要求过高，操作困难。因此两种常用方法测量结果均受测量环境影响较大，重复性较差，误差大；另，该两种方法均用来测量纯净碳纳米管在一定条件下人为使其储氢后的储氢量，其目的是得知纯净碳纳米管的储氢能力；而测量已吸附有氢气的碳纳米管的氢气含量，则用该两种方法都很难得出结果。因此，提供一种操作方便、误差较小、能测量任意氢气含量的碳纳米管的储氢量的测量方法实为必要。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是现有技术中碳纳米管储氢量的测量方法对测量环境要求过高、操作困难，测量结果重复性较差、误差大、只能测量纯净碳纳米管储氢量。本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种操作方便、误差较小、能测量任意氢气含量碳纳米管的储氢量的测量方法。本专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种，其包括下列步骤步骤一，提供适量纯净碳纳米管，将该碳纳米管冷均压成板片状锭；步骤二，测量该板片状碳纳米管锭的导电系数；步骤三，将该板片状碳纳米管锭吸氢并测得其储氢量后，与步骤二相同条件下测量其导电系数；步骤四，重复步骤一至三，调整碳纳米管的数量，使每一次充入的氢气量不同，测量出吸附有不同量氢气的板片状碳纳米管锭的不同导电系数；步骤五，根据步骤二至四所得数据绘制导电系数-碳纳米管储氢量的标准曲线图；步骤六，将一未知氢气含量的碳纳米管与步骤一相同条件下冷均压成板片状锭，再与步骤二相同条件下测量其导电系数，从步骤五所绘制的标准曲线图上查找出碳纳米管的储氢量。本专利技术具有如下优点通过测量碳纳米管的导电系数测量碳纳米管的储氢量，测量导电系数对测量环境要求不高，测量时操作方便，测量结果误差小，可测量任意未知氢气含量的碳纳米管的储氢量。附图说明图1是本专利技术流程图。图2是本专利技术将碳纳米管冷均压成板片状碳纳米管锭的示意图。图3是本专利技术测量板片状碳纳米管锭导电率的示意图。图4是本专利技术使用PCT量测仪测量碳纳米管锭储氢量的示意图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术流程图。本专利技术方法包括下列步骤步骤1，提供适量纯净碳纳米管，并将其冷均压成板片状碳纳米管锭；步骤2，测量上述板片状碳纳米管锭的导电系数；步骤3，给板片状碳纳米管锭充入一定量氢气，并测量其导电系数；即该板片状碳纳米管锭吸氢并测得其储氢量后，与步骤2相同条件下测量其导电系数；步骤4，重复步骤1～3，测量吸附有不同量氢气的板片状碳纳米管锭的不同导电系数；即重复步骤1～3，调整碳纳米管的数量，使每一次充入的氢气量不同，测量出吸附有不同量氢气的板片状碳纳米管锭的不同导电系数；步骤5，绘制标准曲线；即根据步骤2～4所得数据绘制导电系数-碳纳米管储氢量的标准曲线图；步骤6，测量未知氢气含量的碳纳米管的导电系数，从步骤5所绘制的标准曲线上查出其氢气含量；即将一未知氢气含量的碳纳米管与步骤1相同条件下冷均压成板片状锭，再与步骤2相同条件下测量其导电系数，从步骤5所绘制的标准曲线图上查找出碳纳米管的储氢量。请参阅图2至图4，下面将以具体的实施方式详细说明本专利技术的各个步骤如图2所示，本专利技术实施方式的步骤1为提供适量纯净碳纳米管20，并将该碳纳米管20冷均压成板片状碳纳米管锭10。本步骤的目的在于将碳纳米管压成锭，方便作测试。由于压成板片状的碳纳米管锭10内含无数根碳纳米管20，每根碳纳米管20在碳纳米管锭10内往各个方向排列，因此后续步骤中所测得的导电度(导电系数表征)为一碳纳米管导电度的平均值。冷均压的目的在于减少热对碳纳米管20的影响，在不影响碳纳米管20结构与性质的情况下，只要能将多根碳纳米管20压成板片状碳纳米管锭10，冷均压过程的操作温度与压力可视情况调整。如图3所示，本专利技术实施方式的步骤2是测量该板片状碳纳米管锭10的导电系数。将一导电度计11与板片状碳纳米管锭10串联成回路，即可从导电度计11上读出板片状碳纳米管锭10的导电系数。如图4所示，本专利技术实施方式的步骤3是将该板片状碳纳米管锭10放置在PCT(Pressure-composition-isotherm)量测仪12中，吸氢并测得其储氢量后，再与步骤2相同条件下测量吸附有一定量氢气的板片状碳纳米管锭10的导电系数。本专利技术步骤4是重复步骤1～3，调整碳纳米管的数量，使每次充入的氢气量不同，测量出吸附有不同量氢气的板片状碳纳米管锭的不同导电系数。尽量重复多次，使每一次氢气含量逐渐增大，直到氢气在碳纳米管锭中饱和，得出氢气含量与导电系数一一对应的多组数据。由于碳纳米管本身导电能力较强，而氢气不导电，因此碳纳米管吸氢之后，导电能力会下降，其导电系数将随之减小，而且，储氢量越多，导电系数越小。本专利技术步骤5是根据步骤2～4所得到的数据绘制导电系数-碳纳米管储氢量的标准曲线图。以氢气含量(质量百分比)为横坐标，碳纳米管导电系数为纵坐标，将步骤2～4所得数据以点描绘在坐标系中，再将这些点连成一条具有一定趋势的平滑曲线。由于该曲线横坐标氢气含量范围为零至饱和浓度，故任意待测储氢量均在该曲线范围内，当测得待测储氢量的碳纳米管的导电系数后，即可根据导电吸数从该曲线上查出该碳纳米管的储氢量。本专利技术步骤6是将一未知氢气含量的碳纳米管与步骤1相同条件下冷均压成板片状锭，与步骤2相同条件下测量其导电系数，从步骤5所绘制的标准曲线图上查找出碳纳米管的储氢量。本专利技术具有如下优点通过测量碳纳米管的导电系数测量碳纳米管的储氢量，测量导电系数对测量环境要求不高，测量时操作方便，测量结果误差小，可测量任意未知氢气含量的碳纳米管的储氢量。权利要求1.一种包括步骤一，提供适量纯净碳纳米管，将该碳纳米管冷均压成板片状碳纳米管锭；步骤二，测量该板片状碳纳米管锭的导电系数；步骤三，将该板片状碳纳米管锭吸氢并测得其储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁维襄，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：