[发明专利]一种水滑石/碳纳米管异质结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种水滑石/碳纳米管异质结构材料的制备方法，具体步骤如下：

A.将碳纳米管装入带冷凝装置的反应容器中，按每克碳纳米管加入10-20ml浓度为65％的浓硝酸，在循环水冷凝条件下将溶液加热回流3-10小时，回流完成后，待其冷至室温进行抽滤，用去离子水洗涤至中性，放入60℃烘箱中干燥，收集得到修饰的碳纳米管；

B.将可溶性二价金属盐和三价金属盐溶入去离子水中配制含M²⁺和M³⁺的混合盐溶液，其中M²⁺的摩尔浓度为0.1-1.0M，M³⁺的摩尔浓度为0.05-0.5M，M²⁺与M³⁺的摩尔比为2-5∶1；混合盐溶液中的酸根离子为NO₃^-、Cl^-或SO₄^2-中的1种或2种；M²⁺为Co²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺中的1种或2种，M³⁺为Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、In³⁺中的1种或2种；

用氢氧化钠和可溶性钠盐加入去离子水中配制混合碱溶液，其中氢氧化钠浓度为0.4-2.8M，可溶性钠盐浓度为0.1-1.0M；可溶性钠盐为碳酸钠、氯化钠、硝酸钠或硫酸钠中的任意一种；

另用氢氧化钠和去离子水配制摩尔浓度为0.4-2.8M的氢氧化钠补充液；

C.将步骤B配制的混合碱溶液加入带搅拌的反应器中，在室温下边搅拌边加入修饰过的碳纳米管和L-半胱氨酸，其中所加入的修饰过的碳纳米管与二价金属盐的质量比为0.05-0.1∶1，L-半胱氨酸与M²⁺的摩尔比为0.5-4∶1；待充分溶解后，将步骤B配制的混合盐溶液滴加到上述反应器中，并滴加氢氧化钠补充液，控制溶液的pH值在7-11之间，待混合盐溶液滴加完后，将温度由室温升至晶化温度40-65℃，晶化2-20小时，反应结束后抽滤，用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗涤3-5次，最后将滤饼放入60℃烘箱中真空干燥6-24h，即得到水滑石/碳纳米管异质结构材料，该材料为片状的水滑石组装在碳纳米管表面，水滑石的平均晶粒尺寸在10-50nm。

2.根据权利要求1所述的水滑石/碳纳米管异质结构材料的制备方法，其特征是，所用的碳纳米管是外径为20-100nm和长度为1-15μm的多壁碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的水滑石/碳纳米管异质结构材料的制备方法，其特征是步骤B所述M²⁺与M³⁺的摩尔比为2-3∶1；M²⁺为Co²⁺或Ni²⁺，M³⁺为Al³⁺或Fe³⁺。

4.一种水滑石/碳纳米管异质结构材料，其特征是该材料是采用权利要求1、2或3所述的方法制备的。

5.根据权利要求4所述的水滑石/碳纳米管异质结构材料，其特征是组装在碳纳米管表面的水滑石是片状结构，平均晶粒尺寸在10-50nm。