[发明专利]一种水溶性碳纳米管及其制备应用方法

权利要求书

1.一种水溶性碳纳米管，其特征在于，在碳纳米管分子上通过化学键连接有水溶性聚合物聚乙烯亚胺，所述的碳纳米管和聚乙烯亚胺的质量含量比为1：0.085-0.125；所述的碳纳米管为单壁碳纳米管。

2.权利要求1所述的水溶性碳纳米管的制备方法，其特征在于，由以下步骤实现：

（1）将碳纳米管通过酸处理，得表面带有羧基的碳纳米管；

（2）将表面带有羧基的碳纳米管与氨化试剂反应，得表面带有氨基的碳纳米管；

（3）将表面带有氨基的碳纳米管与氮丙啶反应，在氢离子的存在下，氮丙啶不断的在氨基上进行接枝，最终形成聚乙烯亚胺碳纳米管，即水溶性碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的水溶性碳纳米管的制备方法，其特征在于，由以下步骤实现：

（1）将100mg碳纳米管中加入100mL浓度为4mol/L的稀硝酸，分散后110℃加热，400r/min搅拌回流2h，使其反应充分，反应完毕后不断用超纯水洗涤并使用0.1μm的微孔滤膜过滤后，加入100mL浓度为1mol/L的稀盐酸，超声反应30min，反应完毕后不断用超纯水洗涤，过滤得碳纳米管滤饼，将碳纳米管滤饼干燥，得到表面带有羧基的碳纳米管；

（2）将50mg表面带有羧基的碳纳米管和2mg二环己基碳二亚胺加入到20ml 乙二胺中，120℃加热，400r/min搅拌回流48h，充分反应，使用无水乙醇不断洗涤，过滤得滤饼，将滤饼在40℃下抽真空干燥，得到表面带有氨基的碳纳米管；

（3）将40mg表面带有氨基的碳纳米管、0.5ml氮丙啶和10μL体积浓度为37-38%的浓盐酸在20ml二氯甲烷中混合均匀，40℃加热，400r/min搅拌回流48h，充分反应，经二氯甲烷洗涤20次后过滤，40℃下抽真空干燥，得到聚乙烯亚胺胺碳纳米管，即水溶性碳纳米管。

4.根据权利要求2所述的水溶性碳纳米管的制备方法，其特征在于，由以下步骤实现：

（1）将100mg碳纳米管中加入100mL浓度为4mol/L的稀硝酸，分散后110℃加热，400r/min搅拌回流2h，使其反应充分，反应完毕后不断用超纯水洗涤并使用0.1μm的微孔滤膜过滤后，加入100mL浓度为1mol/L的稀盐酸，超声反应30min，反应完毕后不断用超纯水洗涤，过滤得碳纳米管滤饼，将碳纳米管滤饼干燥，得到表面带有羧基的碳纳米管；

（2）将50mg表面带有羧基的碳纳米管加入到20ml的氯化亚砜和N`-N`二甲基甲酰胺的混合溶液，所述的氯化亚砜和N`-N`二甲基甲酰胺的体积比为19：1，加热回流搅拌，充分反应，用无水四氢呋喃洗涤后，抽滤，加入过量乙二胺充分搅拌后，边抽滤边用无水乙醇洗涤20次得滤饼，将滤饼在40℃条件下抽真空干燥，得到表面带有氨基的碳纳米管；

（3）将40mg表面带有氨基的碳纳米管、0.5ml氮丙啶和10μl体积浓度为37-38%的浓盐酸在20ml二氯甲烷中混合均匀，40℃加热，400r/min搅拌回流48h，充分反应，经二氯甲烷洗涤20次后过滤，40℃下抽真空干燥，得到聚乙烯亚胺胺碳纳米管，即水溶性碳纳米管。

5.根据权利要求2所述的水溶性碳纳米管的制备方法，其特征在于，由以下步骤实现：

（1）将100mg碳纳米管中加入100mL浓度为4mol/L的稀硝酸，分散后110℃加热，400r/min搅拌回流2h，使其反应充分，反应完毕后不断用超纯水洗涤并使用0.1μm的微孔滤膜过滤后，加入100mL浓度为1mol/L的稀盐酸，超声反应30min，反应完毕后不断用超纯水洗涤，过滤得碳纳米管滤饼，将碳纳米管滤饼干燥，得到表面带有羧基的碳纳米管；

（2）将2nM的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和5nM的N-羟基丁二酰亚胺加入到50ml超纯水中，超声15min后，加入50mg表面带有羧基的碳纳米管，继续超声30min，所述的混合物pH值保持在5以下，超声结束后，用超纯水反复洗涤，过滤得滤饼，将滤饼抽真空干燥；

（3）将40mg表面带有氨基的碳纳米管、0.5ml氮丙啶和10μl体积浓度为37-38%的浓盐酸在20ml二氯甲烷中混合均匀，40℃加热，400r/min搅拌回流48h，充分反应，经二氯甲烷洗涤20次后过滤，40℃下抽真空干燥，得到聚乙烯亚胺胺碳纳米管，即水溶性碳纳米管。