[发明专利]一种伯胺基化碳纳米管的制备方法

权利要求书

1.一种对碳纳米管进行表面伯胺基修饰的方法，包括如下步骤：羧基化碳纳米管与二碳酸二叔丁基酯和叠氮钠在相转移催化剂和Lewis酸复合催化下反应，得到带有氨基甲酸叔丁酯的碳纳米管，然后该碳纳米管在酸溶液中脱去甲酸叔丁基，得到带有伯氨基化的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的方法，其具体制备步骤如下：

a、将碳纳米管与强氧化性酸以0.1～100重量比混合，用0～100kHz超声在35～40℃处理0.1～100h后加热，反应温度在20～200℃之间，反应时间在0.5～100h之间，以滤膜抽滤，反复洗涤多次至中性，真空干燥后得到羧基化的碳纳米管；

b、将上述羧基化的碳纳米管1重量份、二碳酸二叔丁基酯1～100重量份、叠氮钠1-100重量份、占碳纳米管羧基量的15mol％的相转移催化剂、占碳纳米管羧基量的3.3mol％的Lewis酸复合催化剂和1～200重量份四氢呋喃混合，40℃超声0～10小时，再回流搅拌16-24h；过滤并用四氢呋喃洗涤；得到带有氨基甲酸叔丁酯的碳纳米管；

c、将以上带有氨基甲酸叔丁酯的碳纳米管1重量份与酸溶液1～100重量份，在常温下反应1～10h，同时超声反应0～10小时，水洗滤膜过滤后得到表面伯氨基修饰的碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的方法，其中强氧化性酸选自0.1～70wt％硝酸、0.1～100wt％硫酸、1/100～100/1摩尔比硝酸和硫酸混合溶液、1/100～100/1摩尔比高锰酸钾和硫酸混合物、1/100～100/1摩尔比高锰酸钾和盐酸混合物、1/100～100/1摩尔比高锰酸钾和硝酸混合物、1/100～100/1摩尔比H₂O₂和硫酸混合溶液、1/100～100/1摩尔比H₂O₂和盐酸混合溶液或者1/100～100/1摩尔比H₂O₂和硝酸混合溶液其中的一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所用的碳纳米管包括催化裂解、电弧放电、模板法、化学气相沉积法以及激光蒸发方法制备的单壁、双壁和多壁碳纳米管。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第二步中反应所用的相转移催化剂包括四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、甲基三乙基氯化铵、苄基三丁基溴化铵。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第二步中反应所用的Lewis酸包括氯化锌、溴化锌、三氟甲磺酸锌、氟化锌、碘化锌。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第三步反应中所用的酸溶液包括10∶20 vol/vol的盐酸二氧六环溶液、盐酸乙酸乙酯溶液、盐酸乙酸的混合溶液、三氟醋酸的二氯甲烷溶液。