[发明专利]剥离的纳米碳材料的水性和有机悬浮液、其制备方法及其用途

权利要求书

1.一种用于制备完全剥离的纳米碳材料的水性悬浮液或有机悬浮液的方法，包括以下步骤：

a)在惰性气氛下，将纳米碳插层化合物溶解于非质子有机溶剂(A)或非质子有机溶剂的混合物(A’)；从而导致还原纳米碳材料的有机溶液；

b)再氧化所述还原纳米碳材料以将其复原它的中性状态，从而导致中性纳米碳材料在非质子有机溶剂(A)或非质子有机溶剂的混合物(A’)中的有机悬浮液；以及

c)混合在步骤b)中得到的中性纳米碳材料的有机悬浮液和适量的脱气水、脱气离子水溶液、脱气有机溶剂(B)、有机溶剂的脱气混合物(B’)、或(B)或(B’)与水或离子水溶液的脱气混合物；

其中所述非质子有机溶剂(A)或非质子有机溶剂的所述混合物(A’)是完全地或部分地水混溶性的或完全地或部分地与所述脱气有机溶剂(B)或有机溶剂的所述脱气混合物(B’)混溶；

从而导致完全剥离的纳米碳材料的空气亚稳的水性悬浮液或有机悬浮液。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤a’)：在步骤b)之前，在惰性气氛下，将适宜的离子物质加入在步骤a)中得到的还原纳米碳材料的有机溶液。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述完全剥离的纳米碳材料是碳纳米管、纳米金刚石、碳纳米角、石墨烯、富勒烯类型材料、杯堆叠碳纳米管或碳纳米锥或它们的任何氢化或部分氢化形式。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述完全剥离的纳米碳材料是碳纳米管，以及所述纳米碳插层化合物是具有化学式MCx的碳纳米管碱性盐，其中x表示6至500的整数，以及M表示碱金属。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述完全剥离的纳米碳材料是碳纳米管，以及所述纳米碳插层化合物是具有化学式KCx碳纳米管碱性盐，其中x表示C:K化学计量为KC₆至KC₅₀₀之间任何位置的整数。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤c)中使用的以下每一种含有离子物质：

-脱气水

-脱气离子水溶液

-脱气有机溶剂(B)

-有机溶剂的脱气混合物(B’)

-(B)或(B’)与水或离子水溶液的脱气混合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述离子物质是能够吸附在步骤b)中产生的中性纳米碳材料的碳表面上的离子。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述离子物质包括OH^-、H₃O⁺、铵或取代的铵离子、疏水性离子、或易于与步骤b)中产生的中性纳米碳材料π-π相互作用的离子物质。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述离子物质是疏水性离子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述疏水性离子是苯基取代的离子、多芳基取代的离子、尿酸盐离子、BF₄^-、PF₆^-、AsF₆^-。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤c)中使用(B)或(B’)与离子水溶液的脱气混合物，所述脱气混合物是通过包括以下各项制备的：

(i)包括以下步骤的方法：混合(B)或(B’)与水，然后添加一种或多种适宜的化合物，所述适宜的化合物产生在权利要求7至10中任一项中所述的离子物质的一种或多种；或

(ii)包括以下步骤的方法：混合(B)或(B’)与离子水溶液，所述离子水溶液含有在权利要求中7至10任一项中所述的离子物质的一种或多种。