一种蠕虫状的氮掺杂碳纳米管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种蠕虫状的氮掺杂碳纳米管的制备方法，首先以均苯三甲醛、均苯三甲酸、对苯二胺为原料，在自由基氧化剂的添加条件下，制备了高产率的由片层堆积而成的共价有机骨架纳米管材料（Covalent Organic Frameworks,COFs）；然后以共价有机骨架纳米管为自模板，通过惰性气氛的碳化处理，成功制备蠕虫状的COFs衍生氮掺杂碳纳米管。本发明专利技术方法简单，具有一定普适性，可以通过调控煅烧条件，精确控制COFs衍生氮掺杂碳纳米管的氮掺杂量，且改变材料的缺陷程度。最终得到蠕虫状的COFs衍生氮掺杂碳纳米管仍保持良好的管状形貌与孔结构、高的比表面与氮保留，在电化学储能、催化等领域具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳纳米管材料，具体涉及一种蠕虫状的氮掺杂碳纳米管的制备方法。

技术介绍

1、氮掺杂碳纳米管（n-doped carbon nanotubes，n-cnts）材料是一种将氮原子通过化学键连接或结合到碳骨架中而产生的新型材料。氮原子的引入，一方面可以为导电提供更多的自由电子，另一方面可以改善材料的浸润性和酸碱性，同时增加结构缺陷，作为催化反应的中心。因此，n-cnts广泛应用于锂离子电池、超级电容器、电化学催化等领域。

2、然而，目前n-cnts的制备方法更多的依赖于化学沉积法和模板法，其存在着模板剂成本高、制备条件苛刻、样品收率低、氮掺杂含量受限等问题，限制了大规模n-cnts的进一步应用开发。因此，开发成本低、条件温和、操作简便、绿色高效的n-cnts仍存在挑战，是氮掺杂材料领域亟需解决的问题之一。另外，研究表明，n-cnts的物理和化学性能与纳米管的层数、直径和缺陷程度等有着直接的关系。因此，进一步精细调控n-cnts的介观形貌和微观结构对拓宽n-cnts的应用、推动其规模化应用具有重要的研究意义。

<p>3、共价有机骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种蠕虫状的氮掺杂碳纳米管的制备方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中，所述自由基氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸中的一种，浓度为2~30%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，均苯三甲醛：均苯三甲酸：自由基氧化剂的质量：苯二胺：乙酸的质量比为1：0.1~2：0.01~2：0.2~4：0.5~10。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（3）中，所述良性溶剂为四氢呋喃、甲醇、氯仿中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（3）中，搅拌反应的温度为25~180oC；反应...

【技术特征摘要】

1.一种蠕虫状的氮掺杂碳纳米管的制备方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中，所述自由基氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸中的一种，浓度为2~30%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，均苯三甲醛：均苯三甲酸：自由基氧化剂的质量：苯二胺：乙酸的质量比为1：0.1~2：0.01~2：0.2~4：0.5~10。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（3）中，所述良性溶剂为四氢呋喃、甲醇、氯仿中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（3）中，搅拌反应的温度为25~180oc；反应时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩丹丹，吴丹，权真，盛夏，宋美荣，李鑫，郑先福，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：