用碳纳米管通过接触碱金属制备的石墨烯纳米带制造技术

技术编号:7762316 阅读:269 留言:0更新日期:2012-09-14 13:24
在多个实施方式中,本发明专利技术描述了用碳纳米管制备官能化石墨烯纳米带的方法。一般地,所述方法包括使多根碳纳米管在不存在溶剂的情况下接触碱金属源,然后加入亲电试剂,形成官能化石墨烯纳米带。在不存在溶剂的情况下使碳纳米管接触碱金属源一般在加热下进行,导致碳纳米管基本上沿平行于其纵轴的方向打开,在一个实施方式中可按螺旋方式打开。本发明专利技术的石墨烯纳米带至少在其边缘上官能化,并且基本上没有缺陷。因此,本文所述的官能化石墨烯纳米带具有非常高的导电性,其导电性与机械剥离的石墨烯相当。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用碳纳米管通过接触碱金属制备的石墨烯纳米带相关申请交叉参考本申请要求2009年6月15日提交的美国临时专利申请第61/187130号的优先权,其全部内容通过参考结合于此。本申请还涉及2009年8月19日提交的美国专利申请第12/544017号,其全部内容也通过参考结合于此。关于联邦政府资助研究的声明本专利技术在政府经费支持下完成,资助号如下:09-S568-064-01-C1,由环球技术公司(UniversalTechnologyCorporation)通过来自空军研究实验室(AirForceResearchLaboratory)的资金(资助号FA8650-05-D-5807)间接提供;FA9550-09-1-0581,国防部空军科学研究局提供。政府拥有本专利技术的部分权利。
技术介绍
众所周知,石墨由许多相互层叠的sp2杂化碳片层组成。当石墨被剥离成少层(few-layer)结构时,各石墨片就笼统地归为一种称作石墨烯的材料。石墨烯通常是指包含大约不到10个石墨层的材料。石墨层的特征是具有六边形晶格结构的二维基础平面。在许多情况下,由于石墨中发生自然氧化或者在剥离的过程中发生氧化,边缘和/本文档来自技高网...
用碳纳米管通过接触碱金属制备的石墨烯纳米带

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.15 US 61/187,1301.一种制备石墨烯纳米带的方法,所述方法包括:使多根碳纳米管在不存在溶剂的情况下接触碱金属源;其中所述接触使碳纳米管沿平行于其纵轴的方向打开;以及接触之后加入亲电试剂,形成官能化石墨烯纳米带。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碱金属源包括碱金属蒸气。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碱金属源包括熔融的碱金属。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碱金属源包含选自下组的碱金属:钾、铷、铯及其组合。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述碱金属包括钾。6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述碱金属在加入亲电试剂之前通过共价键结合到石墨烯纳米带上。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述亲电试剂从石墨烯纳米带上置换碱金属,将多个官能团引入官能化石墨烯纳米带。8.如权利要求6所述的方法,所述方法还包括:在加入亲电试剂之前用金属交换物质对碱金属进行金属交换;其中所述金属交换物质包括选自下组的至少一种物质:硼、碱土金属、过渡金属、稀土金属及其组合。9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述金属交换物质包含至少一种选自下组的物质:镁、锌、锡、钯、铜、镍及其组合。10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述接触在50-500℃之间的温度下进行。11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述接触在250-300℃之间的温度下进行。12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碳纳米管包括多壁碳纳米管。13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述亲电试剂选自下组:水、醇、有机卤化物及其合成等价物、醛、酮、羧酸、羧酸酯、羧酸酰氯、羧酸酐、烯酮、腈、二氧化碳、卤素、乙烯基单体、开环单体及其组合。14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述乙烯基单体选自下组:苯乙烯、丙烯腈、甲基乙烯基酮、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯及其组合。15.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述亲电试剂以在溶剂中的形式加入。16.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·M·图尔D·V·科森金
申请(专利权)人:威廉马歇莱思大学
类型:发明
国别省市:

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