[发明专利]一种高耐热性含氮碳纳米管及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201310691453.9 申请日: 2013-12-17
公开(公告)号: CN103708436A 公开(公告)日: 2014-04-09
发明(设计)人: 刘景军;宋薇薇;王峰;宋夜;邓海静;贾怡;李志林;吉静;覃事永;张良虎;康建忠 申请(专利权)人: 北京化工大学;蓝星(北京)化工机械有限公司
主分类号: C01B31/02 分类号: C01B31/02;B82Y30/00
代理公司: 北京五月天专利商标代理有限公司 11294 代理人: 王天桂
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 耐热性 含氮碳 纳米 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种高耐热性含氮碳纳米管,其特征在于通过如下方法制备得到:采用直接聚合法以苯胺为单体,丁二酸为掺杂酸,过硫酸铵为引发剂,合成聚苯胺纳米管,然后在惰性气氛下碳化、石墨化,最后在空气中煅烧得到高耐热性含氮碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的高耐热性含氮碳纳米管,其特征在于具体包括如下步骤:

(1)配置0.01~0.1mol/L的丁二酸水溶液,并将其平均分成两份置于两个烧杯中,其中一份中加入0.01~0.5mol/L的苯胺单体,搅拌至溶解,另一份中加入0.01~0.5mol/L的引发剂过硫酸铵,超声至溶解;将两个烧杯放置在0~50℃的反应温度下保持30分钟,然后将两个烧杯中的溶液混合,搅拌至均匀,反应1~15小时后,进行抽滤并用乙醇和水洗涤至中性,并将抽滤后得到的样品置于真空烘箱中60℃中干燥10h得到聚苯胺纳米管;

(2)将步骤(1)中制备得到的聚苯胺纳米管置于管式炉中,在氩气气氛下进行碳化,由室温以1~5℃/min的升温速率升到400℃,保温1~5h,然后再以1~5℃/min升到700℃,保温1~5h,然后自然冷却,收集产物;

(3)将步骤(2)得到的产物置于氩气气氛下石墨化处理,由室温经过1~5h升到1600℃,之后经过1~5h升到2800℃,然后在此温度下保温1~3h,冷却至室温取出;

(4)将步骤(3)得到的产物置于马弗炉中在空气气氛下800℃煅烧1~5h,冷却至室温取出,得到高耐热性含氮碳纳米管。

3.根据权利要求1或2所述的高耐热性含氮碳纳米管,其特征在于,所述高耐热性含氮碳纳米管的管壁为原生聚团状管壁结构,管壁主要由共轭型空心碳纳米颗粒组成。

4.根据权利要求1或2所述的高耐热性含氮碳纳米管,所述高耐热性含氮碳纳米管的管径约为100nm左右,壁厚30~40nm,长为0.5~2μm,长径比约为5~20。

5.权利要求1-4任一所述的高耐热性含氮碳纳米管在氧气还原反应催化剂载体或超级电容器电极材料领域中的应用。

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