[发明专利]表现出增强的溶解度的官能化碳纳米管及其制备方法

权利要求书

1.一种制备官能化碳纳米管的方法，其包括：

在不存在外部施加能量的情况下在包含任选取代的多环芳香族化合物的溶剂中加热碳纳米管，以获得包含结合到所述碳纳米管上的多环芳香族部分的加合物。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述任选取代的多环芳香族化合物是任选取代的基于茚的化合物。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述溶剂是基于茚的化合物。

4.如权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述任选取代的基于茚的化合物包含选自由以下各项组成的组的一个或多个官能团：C₁-C₁₂烷基、C₃-C₁₂烯基、C₁-C₁₂醇、卤素、金属卤化物、羧酸、酯、醚、聚乙二醇、-NH₂、NHR、-CONH、-SO₃H、酮、醛、任选取代的苯基、任选取代的苄基及其混合物，

其中R是C₁-C₁₂烷基、C₃-C₁₂烯基、卤素或其混合物，或者

其中所述任选取代的基于茚的化合物与一个或多个另外的芳环稠合。

5.如权利要求1、2或4中任一项所述的方法，其中所述多环芳香族烃包括任选取代的萘、菲或蒽。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述加热步骤包括在所述溶剂中使所述碳纳米管回流或者在所述溶剂中使所述碳纳米管熔融。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述碳纳米管在反应之前被纯化。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述碳纳米管的纯度大于95％。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述碳纳米管的纯度至少为70％。

11.一种稳定的碳纳米管分散体，其包含其中所述官能团包含任选取代的基于茚的部分的官能化碳纳米管群体和溶剂。

12.如权利要求11所述的稳定的碳纳米管分散体，其中所述溶剂包括水、THF、PGMEA、醇(例如，甲醇和乙醇)、己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯或其混合物。

13.如权利要求11或权利要求12所述的稳定的碳纳米管分散体，其包含单壁碳纳米管。

14.如权利要求11至13中任一项所述的稳定的碳纳米管分散体，其中所述碳纳米管的含量大于1.5mg/mL。

15.如权利要求14所述的稳定的碳纳米管分散体，其中所述碳纳米管的含量大于1.6mg/mL。

16.一种制备如权利要求11至15中任一项所述的稳定的碳纳米管分散体的方法，其包括：

提供官能化碳纳米管群体；并且

将所述碳纳米管群体分散在溶剂中，所述溶剂包括水、THF、PGMEA、醇(例如，甲醇和乙醇)、己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯或其混合物。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述稳定的碳纳米管分散体通过在所述溶剂中对官能化碳纳米管进行声波处理来制备。

18.如权利要求16或权利要求17所述的方法，其进一步包括通过萃取或沥滤将所述官能化碳纳米管与所述溶剂分离的步骤。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述萃取是固-液萃取、液-液萃取或索氏萃取。

20.一种官能化碳纳米管，其包含碳纳米管和至少一个共价结合到所述碳纳米管上的基于茚的官能团。

21.如权利要求20所述的官能化碳纳米管，其中所述至少一个基于茚的官能团任选被共价结合到所述基于茚的官能团的六元环上的多达四个化学部分取代。