[发明专利]碳纳米管海绵体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管海绵体及其制备方法。

背景技术

从1991年日本科学家饭岛澄男首次发现碳纳米管（Carbon Nanotube, CNT）以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔应用前景不断显现出来。

但是，一般情况下制备得到的碳纳米管为微观结构，其在宏观上为粉末状或颗粒状，不利于碳纳米管的宏观应用。因此，将碳纳米管组装成宏观尺度的结构对于碳纳米管的宏观应用具有重要意义。

现有技术中，宏观的碳纳米管结构主要有碳纳米管膜。所述碳纳米管膜为从一碳纳米管阵列中直接拉取获得。所述碳纳米管膜为由多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管组成。所述碳纳米管膜具有轻质、多孔、高强度及比表面积大等特性，使其在吸附、过滤等领域具有良好的应用前景。然而，碳纳米管膜的吸附过程一般为物理吸附，吸附性能较弱，故，所述碳纳米管膜的吸附性能有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有较高吸附性能的碳纳米管海绵体及其制备方法。

一种碳纳米管海绵体的制备方法，包括：提供一碳纳米管膜状结构以及一氧化性溶液，该碳纳米管膜状结构包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管之间通过范德华力相互吸引形成一自支撑结构，所述氧化性溶液由一氧化剂与双氧水配置而成，所述氧化剂用于氧化所述多个碳纳米管并在其表面形成多个官能团；将所述碳纳米管膜状结构浸泡于所述氧化性溶液中处理，形成一预制体；以及在真空环境下，对所述预制体进行冷冻干燥。

一种碳纳米管海绵体，包括：多个碳纳米管以及形成于所述碳纳米管表面且均匀分布的多个羧基和多个羟基，该多个碳纳米管之间通过范德华力相互吸引形成一自支撑结构，相邻的碳纳米管之间形成多个微孔，其中，所述羧基的质量百分含量为10-20%，所述羟基的质量百分含量为5-15%，且所述微孔的直径大于100微米。

与现有技术相较，本发明中的所述碳纳米管海绵体具有多个亲水性的官能团，故，该碳纳米管海绵体具有良好的吸附性能，可以广泛应用于干燥剂等领域。另外，由于碳纳米管结构具有自支撑性能，故，该碳纳米管海绵体具有较强的机械性能，且为一宏观的薄膜结构，故，可以方便的应用于各种领域。最后，本发明中的所述碳纳米管海绵体的制备方法，通过将所述碳纳米管膜状结构浸泡于氧化剂与双氧水形成的氧化性溶剂中，从而可以获得疏松、多孔的碳纳米管海绵体结构；此外，通过真空冷冻干燥从而可以防止碳纳米管海绵体坍塌。

附图说明

图1 为本发明实施例提供的制备所述碳纳米管海绵体的方法流程图。

图2为本发明实施例提供的制备所述碳纳米管海绵体的方法中所采用的碳纳米管拉膜的SEM照片。

图3为本发明实施例提供的制备所述碳纳米管海绵体的方法中所采用的碳纳米管拉膜的显微镜照片。

图4为本发明实施例提供的制备所述碳纳米管海绵体的方法中所采用的碳纳米管碾压膜的SEM照片。

图5为本发明实施例提供的制备所述碳纳米管海绵体的方法中所采用的碳纳米管絮化膜的SEM照片。

图6为本发明实施例提供的所述碳纳米管海绵体的照片。

图7为本发明实施例提供的所述碳纳米管海绵体的显微镜照片。

主要元件符号说明

无

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参照图1，本发明实施例提供一种碳纳米管海绵体的制备方法，包括以下步骤：（S10），提供一碳纳米管膜状结构以及一氧化性溶液，该碳纳米管膜状结构包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管之间通过范德华力相互吸引形成一自支撑结构，所述氧化性溶液由一氧化剂与双氧水配置而成；(S11)，将所述碳纳米管膜状结构浸泡于所述氧化性溶液中处理，形成一预制体；以及（S12），在真空环境下，对所述预制体进行冷冻干燥。

步骤S10，提供一碳纳米管膜状结构以及一氧化性溶液。