溶胶凝胶法制备碳纳米管复合物的方法

摘要

一种溶胶凝胶法制备碳纳米管复合物的方法，碳纳米管经强氧化性酸表面改性后得到酸化碳纳米管；酸化碳纳米管与酰化剂反应制备含酰卤基团的活性碳纳米管；将端基为氨基、氯、环氧等活性基团的倍半硅氧烷与酸化或含酰卤基团的碳纳米管反应，得倍半硅氧烷接枝的碳纳米管，所得接枝碳纳米管含有三烷氧基硅，有机溶剂中可溶性好，很容易作为特种添加剂均匀分散到塑料、聚氨酯弹性体、涂料中，并通过三烷氧基硅的水解或与其它含活泼氢的基团进行共水解，即溶胶凝胶过程，与高聚物母体形成共价键结合，得相容性好的纳米复合材料，可用于制备高性能膜材料，高强度材料和吸波材料等，另外还可通过相似的过程形成有机无机杂化材料，有广泛的应用前景。

主权项

1.一种溶胶凝胶法制备碳纳米管复合物的方法，包括以下操作步骤：第一步 制备酸化碳纳米管用强氧化性酸对碳纳米管进行表面改性，得酸化碳纳米管；第二步 制备含酰卤基团的活性碳纳米管将第一步制得的酸化碳纳米管与酰化剂反应，得含酰卤基团的活性碳纳米管；其特征在于，第三步 制备倍半硅氧烷接枝的碳纳米管1～10份重量的第一步所得酸化碳纳米管或第二步所得酰化碳纳米管与1～50份重量的端基为氨基、羟基、氯、环氧活性基团的倍半硅氧烷置于密封容器，反复抽充氮气三次，超声波处理10～100min，加热至40～180℃，搅拌下反应6～96hr，减压蒸馏除去过量倍半硅氧烷，抽滤，洗涤，15～180℃下真空干燥，得到0.7～10份重量的倍半硅氧烷接枝的碳纳米管；第四步 制备溶胶将第三步所得倍半硅氧烷接枝的碳纳米管加入高聚物溶液中，制成浓度为0.1～30％的溶胶，高聚物为含有活泼氢如端羟基聚醚、聚酯，聚乙烯醇，或经过烷氧化处理的高分子如单端基倍半硅氧烷聚乙二醇醚，聚氨酯预聚体；第五步 制备碳纳米管复合物10～60℃下将第四步制得的溶胶通过溶胶凝胶过程成膜，形成碳纳米管复合物。