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专利号: 2018109843627
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

(1)碳纳米管的第一步纯化处理:将浓度为0.1~4mol/L的硫酸亚铁溶液与浓度为10~

50wt%的过氧化氢溶液混合,所述硫酸亚铁溶液用量与过氧化氢溶液用量体积比为3:1~

1:3,得到含硫酸亚铁催化剂的过氧化氢溶液,调节pH=1~6;然后将未处理的碳纳米管放入含硫酸亚铁催化剂的过氧化氢溶液中,所述碳纳米管加入量为每20mL溶液加入0.05~

0.3g,在超声震荡条件下反应1~6小时,反应结束后分离出碳纳米管,将分离出的碳纳米管使用去离子水抽滤洗涤至中性,而后置于真空干燥箱中烘干,制得初步纯化的碳纳米管;

(2)对步骤(1)处理过的碳纳米管进行第二步纯化处理:将经初步纯化的碳纳米管放置在300~500℃马弗炉中焙烧1~5小时,气氛为空气气氛;

(3)用聚多巴胺对步骤(2)处理过的碳纳米管进行包覆处理:将三羟甲基氨基甲烷和盐酸溶液混合均匀,三羟甲基氨基甲烷和盐酸溶液中盐酸的质量比为10~20:1,加水稀释,配置成固含量为0.5%~1.5%的Tris缓冲溶液,将经步骤(2)处理过的碳纳米管与聚多巴胺粉末加入到Tris缓冲溶液中,于磁力搅拌器上搅拌12~72小时,使用去离子水抽滤洗涤至中性,后于真空干燥箱中烘干,其中所述碳纳米管与聚多巴胺的质量比为1:0.1~3,所述碳纳米管与Tris缓冲溶液的比例为每0.1g碳纳米管需缓冲溶液50~200mL;

(4)用偶联剂对步骤(3)处理过的碳纳米管进行偶联修饰:将偶联剂溶于无水乙醇中,所述每升无水乙醇中含偶联剂0.025~0.15g,搅拌均匀,同时将经步骤(3)处理过的碳纳米管加入到去离子水中超声震荡20~60分钟,之后将两者混合均匀,所述碳纳米管与偶联剂质量比为100:0.5~3,乙醇与水的体积比为10%~90%,在油浴中回流反应2~24小时,所述反应温度为60~120℃,使用去离子水抽滤洗涤至中性,后于真空干燥箱中烘干即得表面修饰后的碳纳米管。

2.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(1)所述浓度为0.1~

2mol/L的硫酸亚铁溶液与浓度为20~40wt%的过氧化氢溶液混合,所述硫酸亚铁溶液用量与过氧化氢溶液用量体积比为2:1~1:2。

3.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(1)所述含硫酸亚铁催化剂的过氧化氢溶液的pH=2~4。

4.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(1)所述碳纳米管加入量为每20mL溶液加入0.05~0.15g。

5.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(2)所述焙烧温度为

350~450℃,焙烧时间为1~3小时。

6.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(3)所述三羟甲基氨基甲烷和盐酸质量比为13~15:1,配置成的Tris缓冲溶液的固含量为0.5%~1%。

7.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(3)所述碳纳米管与聚多巴胺的质量比为1:0.1~1,碳纳米管与Tris缓冲溶液的比例为每0.1g碳纳米管需缓冲溶液50~150mL。

8.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(4)所述的每升无水乙醇中含偶联剂0.05~0.1g。

9.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(4)所述碳纳米管与偶联剂质量比为100:1~2。

10.如权利要求1所述的碳纳米管表面修饰方法,其特征在于:步骤(4)所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560或KH570,或者为焦磷酸型钛酸酯偶联剂。