[发明专利]表面带有季胺基团的碳纳米管及其制备方法

权利要求书

1.一种表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

a.将0.1～20重量份的碳纳米管原料与5～300重量份的强酸氧化剂混合，在10～70℃下超声处理0.5～5h，然后加热到80～200℃反应0.5～50h，滤膜过滤，用水反复洗涤多次至滤液呈中性，然后50℃真空干燥，得到表面带有羧基的碳纳米管；

b.将上述处理过的碳纳米管0.1～20重量份与酰化剂10～500重量份混合，超声分散0.5～5h，加热到20～100℃，搅拌并回流下反应2～50h，抽滤并多次洗涤，得到表面含有酰卤基团的碳纳米管；

c将步骤b中得到的表面含有酰氯基团的碳纳米管0.1～20重量份与二元胺0.1～50重量份一起放入10～100重量份的溶剂中，超声分散0.5～5h，温度为10～50℃，搅拌反应0.5～30h，抽滤并洗涤，得到表面含有胺基的碳纳米管；

d将步骤c中得到的表面含有胺基的碳纳米管0.1～20重量份与烷基化试剂0.1～200重量份、溶剂0～1000重量份混合在一起，超声分散0.5～5h，加热到30～150℃，在搅拌下反应0.5～50h，抽滤并洗涤，得到表面含有季胺基团的碳纳米管。

2.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤a中所述的碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、笼型碳纳米管、竹节型碳纳米管或它们的混合物；步骤a中所述的强酸氧化剂为：浓硫酸、浓硝酸与浓硫酸混合物、双氧水、浓硫酸与高锰酸钾混合物。

3.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤b中所述的酰化剂选自氯化亚砜、磺酰氯、亚硫酰溴、三氯化磷或五氯化磷。

4.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤c中有机溶剂选自苯甲腈、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、环丁砜、二氧六环、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈、丁酮、苯、甲苯、硝基苯、氯代苯、二氯代苯其中之一或者一种以上的混合物。

5.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤c中所述二元胺选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺或它们的混合物。

6.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤d中所述烷基化试剂选自氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷、环氧乙烷、氯乙烷、溴乙烷、碘乙烷、环氧氯丙烷等。

7.如权利要求1所述表面带有季胺基团的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤d中所述溶剂选自异丙醇、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二氧六环其中之一或者一种以上的混合物。