[发明专利]一种一维碳链的制备方法

说明书

本发明属于一维碳链材料制备技术领域，尤其涉及一种一维碳链的制备方法。本发明提供了一种一维碳链的制备方法，为：步骤一、热处理：单壁碳纳米管经热处理得第一产物；步骤二、溶剂填充处理：第一产物浸泡于有机溶剂中，浸泡完成后依次经过滤和干燥，得第二产物；步骤三、高温退火：第二产物高温退火后，降温至室温，得在碳纳米管内生长的一维碳链产品。本发明中，通过有机溶剂填充处理后，在单壁碳纳米管内部填充分子，通过对限定范围内直径的单壁碳纳米管使用特定溶剂填充，实现了一维碳链的可控性生长；本发明提供的制备方法，碳链产率可达现有技术产率的三倍；解决了现有技术中，一维碳链的制备方法存在着生长效率低及可控度低的技术缺陷。

技术领域

本发明属于一维碳链材料制备技术领域，尤其涉及一种一维碳链的制备方法。

背景技术

完全由sp轨道杂化成键构成的一维碳链，在理论上拥有优秀的力学、电学和光学性能，已成为纳米科技新的研究热点之一，在纳米机械、纳微电子学等领域有着众多前沿的应用前景。

现有技术中，一维碳链制备的方式主要有两种：化学有机合成和碳纳米管内受限环境中生长，上述两种方法能够达到最长的长度分别是包含44个碳原子(5～6nm)和大于6000个碳原子(几百nm)。相对更简便快捷和尺寸可控的后者更为可行，但目前技术制备存在碳链生长效率低、可控度低的问题。

因此，研发出一种一维碳链的制备方法，用于解决现有技术中，一维碳链的制备方法存在着生长效率低及可控度低的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的关键科学问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种一维碳链的制备方法，用于解决现有技术中，一维碳链的制备方法存在着生长效率低及可控度低的技术缺陷。

本发明提供了一种一维碳链的制备方法，所述制备方法为：

步骤一、热处理：单壁碳纳米管经热处理得第一产物；

步骤二、溶剂填充处理：所述第一产物浸泡于有机溶剂中，浸泡完成后依次经过滤和干燥，得第二产物；

步骤三、高温退火：所述第二产物高温退火后，降温至室温，得在碳纳米管内生长的一维碳链产品。

优选地，步骤二中，所述有机溶剂选自：醇、醛、酮以及苯中的任意一种或多种。

优选地，步骤一中，碳纳米管的直径在1.3～2.0nm。

优选地，步骤一中，所述热处理的含氧气氛中进行；所述含氧气氛为：湿度小于80％的空气或氧气含量为10％～80％的氧气氩气混合气体。

优选地，步骤二中，以体积份计，所述第一产物与所述有机溶剂的投料比为(0.1～10):1。

优选地，步骤一中，所述热处理的温度为350～500℃，所述热处理的时间为0.5～2h。

优选地，步骤二中，所述浸泡的方法为：静置浸泡或超声浸泡。

优选地，所述静置的时间1-24h；

或，

所述超声的时间为10min～5h。

优选地，步骤三中，所述高温退火的温度为1300～1550℃，所述高温退火的时间为0.5～2h。

优选地，步骤三中，所述高温退火在惰性气体保护气氛中或真空中进行。