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专利号: 2019106706105
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,其特征在于,其包括还原氧化石墨烯和改性碳纳米管,所述还原氧化石墨烯包括多层还原氧化石墨烯片层,所述改性碳纳米管负载在所述还原氧化石墨烯片层上,且位于相邻两层还原氧化石墨烯片层之间的改性碳纳米管呈柱状分布;

优选地,所述改性碳纳米管和所述还原氧化石墨烯通过静电自组装形成所述负载;

优选地,位于相邻两层还原氧化石墨烯片层之间的改性碳纳米管以垂直于还原氧化石墨烯片层的方式设置。

2.根据权利要求1所述的还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述改性碳纳米管占还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料的质量百分比为19.3%-32.4%。

3.根据权利要求1所述的还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述改性碳纳米管为亲水性改性碳纳米管;

优选地,采用表面活性剂进行所述改性;

优选地,所述表面活性剂为阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种;

更优选地,所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵,所述两性表面活性剂为三磺丙基十四烷基二甲甜菜碱。

4.根据权利要求1所述的还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料的比表面积为210-239m2/g;

优选地,所述还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料的孔径分布为:微孔占1-10%,介孔占90-99%。

5.一种权利要求1至4任一所述的还原氧化石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将改性碳纳米管负载于所述还原氧化石墨烯片层上;

优选地,负载包括将改性碳纳米管溶液和氧化石墨烯分散液进行静电自组装,而后加热处理。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述改性碳纳米管溶液的制备包括:利用表面活性剂对碳纳米管进行改性;

优选地,改性包括将表面活性剂与碳纳米管混合后形成第一混合物,将第一混合物滴加至水溶液中进行多次分散;

更优选地,多次分散包括将所述第一混合物滴加至水溶液中分散,而后收集第一上层分散液和下层沉降物;

再将所述下层沉降物再与所述表面活性剂混合分散,收集第二上层分散液;

接着将所述第一上层分散液和所述第二上层分散液混合分散形成改性碳纳米管分散液。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,滴加的速率为10-50mg/min,所述表面活性剂与所述碳纳米管的质量比为2-5:1;

更优选地,滴加后还包括进行超声处理,超声处理的时间为20-40分钟;

更优选地,超声后进行静置,静置的时间为0.5-6小时,优选为0.5-3小时。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,静电自组装是以10-60毫升/分钟的速率向氧化石墨烯分散液内滴加改性碳纳米管分散液;

优选地,所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.1-2mg/ml,氧化石墨烯和碳纳米管的质量比为2-4:1;

更优选地,静电自组装的时间为1-10小时。

9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,静电自组装还包括:所述改性碳纳米管分散液与所述氧化石墨烯分散液静电自组装后添加造孔剂,优选地,所述造孔剂与氧化石墨烯的质量比为2-4:1;

优选地,添加造孔剂后混合时间为1-10小时;

优选地,所述造孔剂为具有碱性的物质,更优选地为碳酸盐或者氢氧化物,所述碳酸盐为碳酸氢铵,所述氢氧化物为氢氧化钾。

10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,加热处理包括在保护气体的氛围下,将所述改性碳纳米管分散液与所述氧化石墨烯分散液的混合物在280-350℃温度下加热

30-60分钟后,再在700-900℃的条件下加热1-2小时。