[发明专利]一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法

说明书

本发明公开了一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法，步骤如下：将30‑40份三聚氰胺放入烧杯中，将5‑15份FeCl₂·6H₂O溶于40‑50份无水乙醇，再倒入三聚氰胺中，混合均匀后倒入氧化铝坩埚，然后置于CL‑1200型真空气氛管式炉中，在流通氩气气氛下于720‑740℃反应4‑5h，冷却即得；各原料均为重量份。该方法简便、原料廉价易得，成功制备了竹节状氮掺杂碳纳米管，可大规模制备。

技术领域

本发明涉及一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法。

背景技术

碳纳米管（CNTs）具有独特的弹道输运特性、较高的电荷承载能力、高的载流子迁移率和优良的力学性能，在能源、纳米器件及化学催化等领域得到了广泛应用。碳纳米管的结构和电子性质可以通过掺杂其他元素（如氮、硼、磷、硫等）进行调节，氮的掺杂能提高碳纳米管的电荷密度，进而提高其导电性；含氮功能团如石墨型氮、吡啶型氮等能加速氧的活化、降低活化能，对提高碳纳米管的催化活性起着决定性作用；掺杂后缺陷的增加也使碳纳米管在电化学和电催化反应中变得更加活泼。氮掺杂碳纳米管的制备方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法、催化化学气相沉积法和溶剂热法等。然而，上述制备方法在一定程度上都存在着制备工艺复杂、成本较高等缺点。与氨气和氮气等氮源相比，三聚氰胺便宜易得且同时含有碳和氮元素，以三聚氰胺为原料制备氮掺杂碳纳米管既可以避免氨气的腐蚀，又可以解决氮气中Ｎ≡Ｎ断裂困难的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将30-40份三聚氰胺放入烧杯中，将5-15份FeCl₂•6H₂O溶于40-50份无水乙醇，再倒入三聚氰胺中，混合均匀后倒入氧化铝坩埚，然后置于CL-1200型真空气氛管式炉中，在流通氩气气氛下于720-740℃反应4-5h，冷却即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的制备方法中，在流通氩气气氛下于730℃反应4.5h。

本发明技术效果：

该方法简便、原料廉价易得，成功制备了竹节状氮掺杂碳纳米管，可大规模制备。

具体实施方式

下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。

实施例1

一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将35份三聚氰胺放入烧杯中，将10份FeCl₂•6H₂O溶于45份无水乙醇，再倒入三聚氰胺中，混合均匀后倒入氧化铝坩埚，然后置于CL-1200型真空气氛管式炉中，在流通氩气气氛下于730℃反应4.5h，冷却即得；各原料均为重量份。

实施例2

一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将30份三聚氰胺放入烧杯中，将5份FeCl₂•6H₂O溶于40份无水乙醇，再倒入三聚氰胺中，混合均匀后倒入氧化铝坩埚，然后置于CL-1200型真空气氛管式炉中，在流通氩气气氛下于720℃反应4h，冷却即得；各原料均为重量份。

实施例3

一种竹节状氮掺杂碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将40份三聚氰胺放入烧杯中，将15份FeCl₂•6H₂O溶于50份无水乙醇，再倒入三聚氰胺中，混合均匀后倒入氧化铝坩埚，然后置于CL-1200型真空气氛管式炉中，在流通氩气气氛下于740℃反应5h，冷却即得；各原料均为重量份。

该方法简便、原料廉价易得，成功制备了竹节状氮掺杂碳纳米管，可大规模制备。