[发明专利]一种具有超材料性能的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有超材料性能的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子的制备方法。超材料是本世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，是一类具有天然媒质所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合媒质，具有负的介电常数和负的磁导率。本发明制备的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子的介电常数在1MHz‑1GHz范围内介电常数ε为‑2.5×10⁵~‑10，磁导率μ为1~‑0.005，现在尚没有直接制备的高分子复合材料具有超材料性能的报道。本发明通过材料合成的方法制备出超材料，有助于扩大超材料在隐身、微型天线和电子元器件等领域的应用。本发明制备的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子呈粉末状，粒径均匀。本发明可用于制备纳米复合电磁超材料。

主权项

一种具有超材料性能的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（１）制备分散液A：称量质子酸0.036mol，氧化剂0.024mol和多壁碳纳米管，加入400ml水中；超声分散60min，超声功率400W，使氧化剂、质子酸和多壁碳纳米管充分分散在水中，得到分散液A；多壁碳纳米管的量为苯胺质量的40%~70%；（２）制备分散液B：在80mL水中分散0.036mol苯胺（An），，得到An分散液，将An分散液放置于烧杯中，在冰水混合物中进行超声分散，超声时间为60min，超声功率为400W，得到分散液B；（３）制备碳纳米管/聚苯胺纳米粒子：将装有分散液A的烧杯置于结晶皿盛放的冰水混合物中，将结晶皿放置于以500‑1500r/min的速度搅拌的磁力搅拌器上搅拌；待分散液Ａ温度低于10℃时，在搅拌的同时，滴加分散液B，80mL分散液Ｂ滴加时间为0.1‑10min；控制反应中质子酸、氧化剂、苯胺的摩尔比为6:4:6，在冰水浴中进行6‑12h；反应后静置12‑36h；（４）抽滤、干燥：将静置后的反应液在砂芯漏斗中抽滤，经去离子水和乙醇洗涤至上层清液无色透明；得到碳纳米管掺杂后的聚苯胺（PANI），在70℃鼓风干燥箱中干燥8小时，即得到碳纳米管/聚苯胺纳米粒子。