[发明专利]表面羧基官能化的碳纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面羧基官能化的碳纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）含酰氯基的官能化碳纳米材料的制备：将100mg碳纳米材料加入到100mL的羧化反应促进剂中，超声分散，加入1～11g酰氯、3～5g催化剂，反应，过滤，滤渣即为含酰氯基的官能化碳纳米材料；

（2）表面羧基官能化的碳纳米材料的制备：将100mg步骤（1）制备的含酰氯基的官能化碳纳米材料加入到100mL的酸性水溶液中，超声分散，静止，过滤，将滤渣洗涤，干燥，即得表面羧基官能化的碳纳米材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳纳米材料为含芳香氢的碳纳米材料；所述的羧化反应促进剂为甲苯、四氢呋喃、N,N–二甲基甲酰胺、N–甲基吡咯烷酮、氯仿、二氯甲烷中的一种或两种以上；所述的超声分散的时间为5～15min；所述的酰氯为乙二酰氯、丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、庚二酰氯、辛二酰氯、壬二酰氯、癸二酰氯、对苯二甲酰氯中的一种或两种以上；所述的催化剂为三氯化铝、三氯化铁、四氯化锡、三氟化硼、五氯化铌、五氟化锑、五氧化二磷中的一种或两种以上；所述的反应是在20～30℃下反应48～72h；所述的过滤是用孔径为0.45μm的微孔滤膜过滤。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的酸性水溶液的浓度为1moL/L；所述的酸性水溶液为盐酸水溶液、硫酸水溶液、磷酸水溶液中的一种或两种以上；所述的超声分散时间为5～15min；所述的静置时间为12h；所述的过滤是用孔径为0.45μm的微孔滤膜；所述的洗涤是用去离子水洗涤3～5次；所述的干燥是在70℃下干燥48h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的含芳香氢的碳纳米材料为石墨烯、单壁碳纳米管、双壁纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米纤维或碳纳米球；所述的羧化反应促进剂为N,N–二甲基甲酰胺或甲苯；所述的酰氯为乙二酰氯、苯二甲酰氯或辛二酰氯；所述的催化剂为五氧化二磷、三氯化铝或四氯化锡；所述的微孔滤膜为聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的酸性水溶液为盐酸水溶液。

6.一种由权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的表面羧基官能化的碳纳米材料。

7.根据权利要求6所述的表面羧基官能化的碳纳米材料在碳纳米复合材料制备中的应用。