[发明专利]一种碳纳米管表面修饰方法

摘要

本发明属于精细化工领域，涉及一种碳纳米管表面修饰方法：(1)用fenton试剂对未处理的碳纳米管进行纯化处理；(2)将步骤(1)处理过的碳纳米管高温焙烧完成进一步纯化处理；(3)用聚多巴胺对步骤(2)处理过的碳纳米管进行表面包覆；(4)对步骤(3)处理过的碳纳米管进行偶联剂修饰。本发明的碳纳米管表面修饰方法使得碳纳米管表面包覆了聚多巴胺，且聚多巴胺的外层吸附有偶联剂，使得碳纳米管能够稳定的分散在水或有机溶剂中，与现有技术相比，能够在不破坏碳纳米管本身结构的基础上改善其分散性能，并且具有操作简单、不涉及有毒试剂、不产生污染、分散效果好等优点。该方法同时适用于单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。

主权项

1.一种碳纳米管表面修饰方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)碳纳米管的第一步纯化处理：将浓度为0.1～4mol/L的硫酸亚铁溶液与浓度为10～50wt％的过氧化氢溶液混合，所述硫酸亚铁溶液用量与过氧化氢溶液用量体积比为3:1～1:3，得到含硫酸亚铁催化剂的过氧化氢溶液，调节pH＝1～6；然后将未处理的碳纳米管放入含硫酸亚铁催化剂的过氧化氢溶液中，所述碳纳米管加入量为每20mL溶液加入0.05～0.3g，在超声震荡条件下反应1～6小时，反应结束后分离出碳纳米管，将分离出的碳纳米管使用去离子水抽滤洗涤至中性，而后置于真空干燥箱中烘干，制得初步纯化的碳纳米管；(2)对步骤(1)处理过的碳纳米管进行第二步纯化处理：将经初步纯化的碳纳米管放置在300～500℃马弗炉中焙烧1～5小时，气氛为空气气氛；(3)用聚多巴胺对步骤(2)处理过的碳纳米管进行包覆处理：将三羟甲基氨基甲烷和盐酸溶液混合均匀，三羟甲基氨基甲烷和盐酸溶液中盐酸的质量比为10～20:1，加水稀释，配置成固含量为0.5％～1.5％的Tris缓冲溶液，将经步骤(2)处理过的碳纳米管与聚多巴胺粉末加入到Tris缓冲溶液中，于磁力搅拌器上搅拌12～72小时，使用去离子水抽滤洗涤至中性，后于真空干燥箱中烘干，其中所述碳纳米管与聚多巴胺的质量比为1:0.1～3，所述碳纳米管与Tris缓冲溶液的比例为每0.1g碳纳米管需缓冲溶液50～200mL；(4)用偶联剂对步骤(3)处理过的碳纳米管进行偶联修饰：将偶联剂溶于无水乙醇中，所述每升无水乙醇中含偶联剂0.025～0.15g，搅拌均匀，同时将经步骤(3)处理过的碳纳米管加入到去离子水中超声震荡20～60分钟，之后将两者混合均匀，所述碳纳米管与偶联剂质量比为100:0.5～3，乙醇与水的体积比为10％～90％，在油浴中回流反应2～24小时，所述反应温度为60～120℃，使用去离子水抽滤洗涤至中性，后于真空干燥箱中烘干即得表面修饰后的碳纳米管。