[发明专利]具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法

权利要求书

1. 一种具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：由连续排列的碳纳米管的阵列相互进行弯曲形成螺旋状的碳纳米管纤维，再涂敷一种包括水溶性金属前驱体、水溶性聚合物和适当溶剂的均匀溶液组成的涂敷溶液；其中，水溶性金属前驱体的金属选自钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钪、钇、铝、硅、镧系和锕系中的一种或者几种；水溶性聚合物选自分子量高于30000g/mol能在温度大于250度的高温中完全分解的聚乙烯亚胺及其衍生物，具体制备过程如下：

步骤a、 制备涂敷溶液；

步骤b、使用带有超滤膜的Amicon超滤系统将含有金属和聚乙烯亚胺的前驱体溶液进行过滤来除去分子量小于3000 g/mol的杂质；

步骤c、 将涂敷溶液均匀地涂敷在连续排列的碳纳米管的阵列相互进行弯曲形成螺旋状的碳纳米管纤维内外侧上；

步骤d、 将步骤c所述的碳纳米管纤维置于石英管式炉中在氩气和的氢气的合成气的还原气中加热，温度范围为250℃-1300^oC，加热时间的长短则根据需要沉积的薄膜厚度而定，加热持续到溶剂挥发和聚合物分解，加入碳源气并升高温度使得碳源气与金属反应生成金属碳化物，所述的碳源气包括烃类和醇类。

2. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述的还原气为90-99%的氩气和1-10%的氢气的合成气，或6%的氢气和其余的氩气的合成气。

3. 根据权利要求1所述的，其特征在于：均匀的涂敷溶液浸渍涂布或浸泡涂敷溶液的方法涂在碳纳米管上。

4. 根据权利要求1～3任一所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的溶性金属前驱体的金属为钛。

5. 根据权利要求1～3任一所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的溶性金属前驱体的金属为铌。

6. 根据权利要求1所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的水溶性聚合物为聚乙烯亚胺及其衍生物，包括如羧酸化的聚乙烯亚胺、磺酸化的聚乙烯亚胺、酰化的聚乙烯亚胺、质子化的水溶性聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚吡咯烷酮或聚乙烯-马来酸。

7. 根据权利要求1所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的溶剂为水、低级醇类、丙酮、碳酸丙烯酯、四氢呋喃、乙腈、乙酸以及它们的混合物。

8. 根据权利要求1所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的涂敷溶液通常在环境温度为15-30 ^oC下保存。

9. 根据权利要求8所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的涂敷溶液通常在环境温度为20-25^oC下保存。

10. 根据权利要求1所述的具有增强特性的碳纳米管复合材料制备方法，其特征在于：所述的步骤d中加热温度为400-1200^oC。