[发明专利]一种有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料及其制备方法

权利要求书

1.一种有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料，其特征在于，主要由以下的原料制成：正硅酸乙酯、P123、HCl、正十六烷、蔗糖和浓硫酸，所述P123为53～57.8g，正十六烷与P123的摩尔比为210～215，P123与硅酸乙酯的质量比为1：1.3～1.45，所述HCl体积为1500～1750ml，浓度为1.07～1.15mol/L；浓硫酸的浓度大于96％；蔗糖纯度为分析纯，正十六烷纯度大于98％；蔗糖与浓硫酸的质量比为7.1：1；所述介孔碳纳米管束材料具有有序排列的纳米孔道，且多个有序排列的纳米孔道结合成一个管束；纳米孔道的孔径为4.2nm，比表面积为1262cm²g^-1，孔道长度为200～300nm。

2.根据权利要求1所述的一种有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料，其特征在于，所述P123为55g，正癸烷与P123的摩尔比为212，P123与硅酸乙酯的质量比为1：1.35，HCl体积为1500ml，浓度为1.08mol/L，浓硫酸的浓度为98％；蔗糖与浓硫酸的质量比为7.1：1。

3.如权利要求1所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.向1500～1750ml浓度为1.07～1.15mol/L的HCl中加入53～57.8g P123，搅拌得澄清溶液；

B.按正十六烷/P123摩尔比为210～215向步骤A的澄清溶液内加入正十六癸烷，搅拌至少12小时，然后静置至少24小时使溶液分层；

C.步骤B溶液分层后，去掉上层白色泡沫，按P123与硅酸乙酯的重量比为1：1.3～1.45加入硅酸乙酯，并在搅拌条件下回流水解；

D.过滤经步骤C处理后的溶液得到白色固体，用去离子水冲洗；

E.将冲洗后的白色固体进行真空干燥，之后于550～570℃灼烧3.5～4.5小时得到白色固体粉末；

F.将经步骤E得到的白色粉末按照与蔗糖的质量比为1：1.1～1.3，与浓硫酸的质量比为5～5.4：1，与水的质量比为1：5～5.3的比例混合，超声处理混合均匀；

G.将步骤F得到的混合物在100℃下处理4～6小时，然后在160℃下处理5～7小时；

H.将步骤F得到的黑色粉末在850℃，及保护气保护下处理；

I.将步骤H得到的黑色粉末用5％的HF浸泡并搅拌12小时，然后过滤，用去离子水冲洗后干燥，即得有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料。

4.根据权利要求3所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，HCl浓度为1.09mol/L。

5.根据权利要求3所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤C中，回流的温度为40℃，回流的时间为24小时。

6.根据权利要求3-5任一项所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤E中，灼烧的温度为550℃，时间为4小时。

7.根据权利要求3-5任一项所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤F中，白色固体粉末与蔗糖的质量比为1：1.2，与浓硫酸的质量比为5.3：1，与水的质量比为1：5.2，超声处理时间为30分钟。

8.根据权利要求3-5任一项所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤G中，100℃处理的时间为5小时，160℃处理的时间为6小时。

9.根据权利要求8所述的有序排列孔道的介孔碳纳米管束材料的制备方法，其特征在于，步骤H中，850℃处理的时间为6小时，保护气为高纯氮气。