[发明专利]一种碳纳米管/有机凝胶复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管/有机凝胶复合物及其制备方法。

背景技术

低分子量有机胶凝剂分子是指某些具有特定结构的小分子有机化合物，它们能够在很低的浓度下胶凝化有机溶剂，从而形成有机凝胶。在溶剂中加热溶解这些胶凝剂分子，然后冷却，在冷却过程中，它们可以通过氢键，配位，范德华力，静电相互作用力，π-π堆积等分子间相互作用而自组装成一些有序结构从而通过液固界面张力使溶剂分子失去流动性而形成凝胶。

碳纳米管由于其独特的电学性能和机械性能，近年来也越来越受到大家的关注，但由于其很难在溶剂中分散，很大程度上限制了基于碳纳米管的复合材料的制备。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种低分子量有机凝胶及其制备方法。

本发明所提供的低分子量有机凝胶，是由低分子量有机凝胶剂与有机溶剂组成的混合体系；其中，所述有机凝胶剂在所述有机溶剂中的浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。

该低分子量有机凝胶可作为分散介质稳定均匀地分散碳纳米管。

所述低分子量有机凝胶剂是手性碳为R或S构型中的一种或为两者任意比例的混合物。

本发明采用的凝胶剂包括基于谷氨酸单元的系列化合物，其结构特点是谷氨酸的羧基位置通过酰胺键链接的两个烷基长链，氨基位置采用芘丁羰基保护，其结构通式如式I所示：

(式I)

式I中：6＜m＜20；手性碳为R或S构型；

分子通式如下：

R1-NHCOCH(NHCO(CH₂)₃C₁₆H₉)CH₂CH₂CONH-R1

其中：R1为CH₃(CH₂)_m，6＜m＜20；手性碳为R或S构型。

该有机凝胶剂也属于本发明的保护内容。

所述有机溶剂选自下述溶剂中的至少一种：芳环类溶剂，卤代烃类溶剂，烃类溶剂，醇类溶剂，醚类溶剂，酮类溶剂，脂类溶剂，腈类溶剂，酰胺类腈类溶剂，二甲亚砜和吡啶。

所述芳环类溶剂具体可选自下述至少一种：苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯；

所述卤代烃类溶剂具体可选自下述至少一种：二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，2-二氯乙烷和三溴甲烷；

所述烃类溶剂具体可选自下述至少一种：环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷和石油醚；

所述的醇类溶剂具体可选自下述至少一种：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和戊醇；

所述醚类溶剂具体可选自下述至少一种：乙醚、四氢呋喃、二氧六环和丁醚；

所述酮类溶剂具体可选自丙酮、丁酮、吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮；

所述酯类溶剂具体可选自下述至少一种：乙酸乙酯、乙酸甲酯和草酸二乙酯；

所述腈类溶剂具体可选自下述至少一种：乙腈、丙腈和丁腈；

所述酰胺类溶具体可剂选自N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺或它们的任意混合物。

本发明所提供的制备所述有机凝胶的方法，是将式I所示的低分子量有机凝胶剂在加热条件下溶解于有机溶剂中，然后冷却至形成凝胶，即得所述有机凝胶。所述加热的温度以不高于所述有机溶剂的沸点为限；所述冷却的温度以不低于所用有机溶剂的凝固点为限。

本发明中所用的的低分子量有机胶凝剂是采用EDC缩合法(Xu Y.，Miller M.J.，J.Org.Chem.，1998，63，4314)进行制备的。

本发明的再一个目的是提供一种碳纳米管/有机凝胶复合物。

该复合物是由碳纳米管和本发明所提供的有机凝胶组成；其中，所述碳纳米管在所述复合物中的浓度为0-10mg/mL，但不包括0。

所述碳纳米管可为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或它们任意比例的混合物。

所述碳纳米管/有机凝胶复合物的制备方法，包括下述步骤：

1)将碳纳米管溶于有机溶剂中，得碳纳米管分散液；

2)将组成本发明有机凝胶中的有机凝胶剂加入组成该有机凝胶的有机溶剂中，加热溶解，得溶解液；然后趁热将步骤1)制备的碳纳米管分散液加入所述溶解液中，冷却，即得碳纳米管/有机凝胶复合物；

其中，步骤1)与步骤2)中所述有机溶剂相同。