[发明专利]碳纳米管复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种碳纳米管复合材料的制备方法。

背景技术

自九十年代初以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。

特别地，碳纳米管与其他材料例如金属、半导体或者聚合物等的复合可以实现材料的优势互补或加强。碳纳米管具有较大的长径比和中空的结构，具有优异的力学性能、电学性能、光学性能等，其在复合材料中，可以对复合材料起到增强作用，使得复合材料具有较好的化学和机械性能。碳纳米管复合材料的研究已经成为一个极为重要的领域。

碳纳米管复合材料的制备方法通常有原位聚合法、溶液共混法和熔体共混法。上述三种制备方法是通过将多个碳纳米管分散到溶液或熔融物中来制备碳纳米管复合材料的，由于碳纳米管具有极大的比表面积，导致其在溶液或熔融物中易团聚，使得制备的碳纳米管复合材料中的碳纳米管分散不均匀，影响该碳纳米管复合材料的性能的充分发挥。

另外，刘志敏等人于2007年4月25日公告的、公告号为CN1312032C，标题为“一种制备金属或金属氧化物/碳纳米管复合材料的方法”的中国专利中揭示了一种制备金属或金属氧化物/碳纳米管复合材料的方法。该方法主要包括以下步骤：“每毫升离子液体中加入1-20毫克的金属化合物，再按每毫升离子液体加入1-10毫克的比例将碳纳米管分散在离子液体中形成分散体系，80-120W微波加热1-5分钟，得到金属或金属氧化物/碳纳米管复合材料；其中金属化合物为易发生热化学反应的金属化合物；离子液体为能溶解金属化合物和稳定分散碳纳米管的、阳离子为四甲基胍的离子液体。”该制备方法虽然在一定程度可以改善碳纳米管分散不均匀的现象，但由于其仍然采用分散的碳纳米管作为原料形成悬浮液，因此在发生热化学反应的过程中，其中的碳纳米管仍然会存在团聚的现象；另外，由于该制备方法中的离子液体还具有稳定分散碳纳米管的作用，因此所述的离子液体需要特定的介质。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以避免碳纳米管团聚的碳纳米管复合材料的制备方法。

一种碳纳米管复合材料的制备方法，其包括以下步骤：提供一碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管；提供一反应溶液，并采用该反应溶液浸润所述碳纳米管结构，该反应溶液溶解有至少一种金属化合物；以及在一无氧气氛中，热处理经所述反应溶液浸润后的碳纳米管结构，使该反应溶液中的金属化合物发生分解反应。

与现有技术相比较，本发明提供的碳纳米管复合材料的制备方法采用碳纳米管结构而非分散的碳纳米管，该制备方法无需经过碳纳米管的分散，避免了在制备碳纳米管复合材料过程中碳纳米管难以分散的问题，方法简单。

附图说明

图1为本发明中作为碳纳米管结构的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图2为本发明第一实施例提供的碳纳米管铂金属复合膜的透射电子显微镜照片。

图3为本发明第一实施例提供的碳纳米管铂金属复合膜的结构示意图。

图4为本发明第二实施例提供的碳纳米管四氧化三钴复合膜的透射电子显微镜照片。

图5为本发明第二实施例提供的碳纳米管四氧化三钴复合膜的结构示意图。

图6为本发明第三实施例提供的碳纳米管二氧化三铁复合线状结构的低倍扫描电镜照片。

图7为本发明第三实施例提供的碳纳米管二氧化三铁复合线状结构的高倍扫描电镜照片。

图8为本发明第三实施例提供的碳纳米管二氧化三铁复合线状结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明碳纳米管复合材料的制备方法作进一步的详细说明。

本发明提供一种碳纳米管复合材料的制备方法。该碳纳米管复合材料的制备方法包括以下步骤：(S11)提供一碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管；(S12)提供一反应溶液，并采用该反应溶液浸润所述碳纳米管结构，该反应溶液溶解有至少一种金属化合物；(S13)在一无氧气氛中，热处理经所述反应溶液浸润后的碳纳米管结构，使该反应溶液中的金属化合物发生分解反应。