[发明专利]亲水性碳纳米管膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亲水性碳纳米管膜的制备方法。

背景技术

碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)是一种由石墨烯片卷成的中空管状物，具有优异的力学、热学及电学性质，因此具有广阔的应用领域。由于单根碳纳米管的直径只有零点几个纳米至几十纳米，难于进行加工。为便于实际应用，人们尝试将大量碳纳米管作为原材料，制成具有较大尺寸的宏观结构。碳纳米管膜(Carbon Nanotube Film，CNT Film)即为此种宏观结构的具体形式之一。

然而，由于碳纳米管不溶于水和其他极性溶剂，由碳纳米管构成的碳纳米管膜也不溶于水，这影响了碳纳米管膜的基础性研究和应用。

发明内容

因此，确有必要提供一种亲水性碳纳米管膜的制备方法。

本发明涉及一种亲水性碳纳米管膜的制备方法，其包括以下步骤：提供预定量的氧化性酸性溶液，将该氧化性酸性溶液放置于一反应室中；提供至少一碳纳米管初级膜；将该碳纳米管初级膜设置于所述反应室中，并所述碳纳米管初级膜与所述氧化性酸性溶液间隔设置；以及加热所述氧化性酸性溶液挥发，使挥发后的气态氧化性物质与所述碳纳米管初级膜的碳纳米管产生反应。

相较于现有技术，本发明所提供的亲水性碳纳米管膜的制备方法操作简单，在制备过程中不会对碳纳米管膜造成结构上的破坏，且适合大规模应用。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的制备亲水性碳纳米管膜的装置的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的亲水性碳纳米管膜的制备方法的流程图。

图3为亲水性碳纳米管膜表面的拉曼光谱图。

图4为碳纳米管初级膜表面的拉曼光谱图。

图5为水滴置于碳纳米管初级膜表面的扫描电镜照片。

图6为水滴置于亲水性碳纳米管膜表面的扫描电镜照片。

图7为本发明第二实施例提供的制备亲水性碳纳米管膜的装置的结构示意图。

图8为本发明第三实施例提供的制备亲水性碳纳米管膜的装置的结构示意图。

图9为本发明第四实施例提供的制备亲水性碳纳米管膜的装置的结构示意图。

主要元件符号说明

反应室                      100，200，300，400

氧化性酸性溶液              102，202，302，402

容器                        106，306

碳纳米管初级膜              108，208，308，408

支撑结构                    110，210

开口                        114

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种亲水性碳纳米管膜的制备方法。本发明实施例亲水性碳纳米管膜的制备方法主要包括以下几个步骤：

步骤S1、提供一反应室100及一氧化性酸性溶液102，该氧化性酸性溶液102设置于该反应室100中。

所述反应室100可以为一全封闭反应室。该反应室100的材料应为耐酸性的材料，可以为耐酸性的陶瓷或聚合物。所述聚合物包括聚四氟乙烯。本实施例中，所述反应室100为一具有双层结构的反应釜，其包括内胆和外套。所述内胆设置于该外套中。所述内胆的材料为聚四氟乙烯，所述外套的材料为金属。

所述氧化性酸性溶液102设置于一广口容器106中，该容器具有一开口114。所述氧化性酸性溶液102可以为硝酸、硫酸或其混合物。所述氧化性酸性溶液102的浓度可以根据实际情况适当调整，一般采用浓度为40％～90％。本实施例中的氧化性酸性溶液102为硝酸溶液，其浓度为60％。由于碳纳米管是由碳的五元环或者六元环组成的结构，氧化性的酸可以将五元环或者六元环打开并引入羧基或羟基，从而使碳纳米管具有亲水性。

步骤S2、提供至少一碳纳米管初级膜108。