[发明专利]一种水热法制备碳纳米管的方法

说明书

一种水热法制备碳纳米管的方法，属于纳米材料制备技术领域，其制备方法是将氧化石墨烯(GO)粉末置于去离子水中，经过超声，获得GO溶液；向GO溶液滴入稀盐酸，得到酸化的GO溶液；再将酸化GO溶液置于反应釜中，反应温度200℃，反应时间2h，得到碳纳米管。本发明方法以氧化石墨烯为源，利用弱酸性水热条件下氧化石墨烯的自卷曲效应，因此无需引入催化剂和强酸，制备工艺简单，利于其在催化剂载体和储能领域中的应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域。具体涉及一种水热法制备碳纤维和碳纳米管的方法。

背景技术

自1991年碳纳米管被发现以来，因其具有优异的场发射性能、超强的抗拉强度和韧性、优良的导体和半导体特性、强的吸附性能、吸波功能、高的比表面积等，而在场致发射器件、微型器件、储能以及催化领域都表现出了巨大的潜在应用。

目前制备碳纳米管的方法主要为三种：石墨电弧法，催化热解法(又称CVD法)，激光烧蚀法。近年来，水热法制备法也陆续出现，主要是以葡萄糖和蔗糖等有机物为碳源，在高温高压条件下引入催化剂和强酸制备碳管。

发明内容

本发明提供了一种水热法制备碳纳米管的方法。

本发明的具体步骤如下，

步骤一：将1mg的氧化石墨烯(GO)粉末置于100ml去离子水中，超声20分钟，获得GO溶液；

步骤二：将步骤一得到的GO溶液20ml，滴入10μl稀盐酸，得到酸化的GO溶液，其中稀盐酸中的氯化氢质量分数为0.1％；

步骤三：将步骤二得到的酸化GO溶液置于反应釜中，反应温度200℃，反应时间2h，得到碳纳米管；

所述的GO粉末购自先丰纳米，型号：XF002-2。

本发明方法以氧化石墨烯为源，利用弱酸性水热条件下氧化石墨烯的自卷曲效应，因此无需引入催化剂和强酸，制备工艺简单，反应条件较温和、化学成分简单。另外，此方法得到的碳纳米管管径大，分散性好，并且其表面存在丰富的氧化基团位点，分布在30-50nm之间，利于其在催化剂载体和储能领域中的应用。

具体实施方式

下面结合具体实施来进一步阐述本发明。

将1mg的GO粉末(先丰纳米，XF002-2)置于100ml去离子水中，超声20分钟，获得GO溶液。将10μl稀盐酸(氯化氢质量分数：0.1％)滴入到20ml的GO溶液中，得到酸化的GO溶液。再将酸化的GO溶液置于反应釜中(规格：25ml)，反应温度200℃，反应时间2h。取出即得到碳管。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，在不背离本发明精神及实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出相应的变形和改进，例如调控酸化程度，反应温度，反应时间等，但这些变形和改进都应属于本发明所附的权利要求保护范围之内。