[发明专利]一种碳纳米管表面炔基改性的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管表面炔基改性的制备方法，其特征在于：通过Pschorr-type芳基化方法对碳纳米管表面改性，得到表面卤素修饰的碳纳米管，再通过Sonogashira偶联反应将碳纳米管表面卤素转化成炔基；具体方法如下：

一，表面卤素改性的碳纳米管的制备：本反应采用Pschorr-type芳基化的方法，将碳纳米管和卤素的4取代苯胺加入带有回流装置的反应容器中，以1，2-二氯苯和乙腈(2∶1)作为溶剂或者无溶剂的条件下，在惰性气体的保护下，缓缓地加入氧化剂，加热到50-75℃，搅拌并回流条件下反应5-12h。用有机溶剂稀释，抽滤并反复洗涤直至滤液为无色，即得到表面带有卤素修饰的碳纳米管。将洗涤后的碳纳米管超声分散在有机溶剂中以备下一步反应使用。

二，表面炔基改性的碳纳米管的制备：本反应采用Sonogashira偶联的方法，将上述步骤得到的卤素修饰的碳纳米管分散液加入无水无氧通惰性气体保护的舒仑克管(Schlenk tube)或其他反应容器内，逐滴依次加入碱性试剂、催化剂和三甲基硅基乙炔，0-120℃下搅拌反应5min-24h，反应结束后，抽滤并用有机溶剂反复洗涤直至滤液为无色。加入硅烷的去保护试剂洗涤，抽滤并在50-120℃下真空干燥1-72h，得到表面炔基改性的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：所用的碳纳米管为单壁、双壁或多壁碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Pschorr-type芳基化反应所用的卤素的4取代苯胺包括对碘苯胺或对溴苯胺中的一种，所用摩尔量为碳纳米管的0.1-10倍。

4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Pschorr-type芳基化反应所用的氧化剂为亚硝酸异戊酯、硫酸、亚硝酸钠、乙酸中的一种，所用摩尔量为卤素的4取代苯胺的1-2倍。

5.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Pschorr-type芳基化反应中用于稀释洗涤的有机溶剂为无水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Pschorr-type芳基化反应完成后用于分散卤素修饰的碳纳米管的有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Sonogashira偶联反应所用的三甲基硅基乙炔和Pschorr-type芳基化反应所用的卤素的4取代苯胺的摩尔比为2∶1-1∶2。

8.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Sonogashira偶联反应所用的催化剂为二价钯配合物/碘化亚铜催化体系、二价钯配合物/卤化锌催化体系、8-羟基喹啉/碘化亚铜体系或三乙酰丙酮铁/碘化亚铜催化体系的其中一种，各种催化体系催化剂用量为反应物的0.01％-10倍摩尔量，每种催化体系中两种催化剂用量比例为0.1-10倍。

9.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Sonogashira偶联反应所用的碱性试剂为碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、四丁基溴化铵、正丁胺、三乙胺、二乙胺、或三丁胺的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Sonogashira偶联反应中用于稀释洗涤的有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的一种。

11.根据权利要求1所述的一种碳纳米管表面炔基改性的的制备方法，其特征在于：Sonogashira偶联反应所用的三甲基硅基的去保护试剂为氢氧化钠甲醇溶液、盐酸甲醇溶液、氟化四正丁基胺、碳酸钾甲醇溶液、柠檬酸甲醇溶液或者氯化铵溶液的其中一种。