[发明专利]一种火焰法修饰的碳纳米管及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201810209222.2 | 申请日： | 2018-03-14 |
| 公开（公告）号： | CN108314010B | 公开（公告）日： | 2019-12-24 |
| 发明（设计）人： | 杜续生 | 申请（专利权）人： | 暨南大学 |
| 主分类号： | C01B32/168 | 分类号： | C01B32/168 |
| 代理公司： | 44245 广州市华学知识产权代理有限公司 | 代理人： | 桂婷;陈燕娴 |
| 地址： | 510632 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 碳纳米管 修饰 制备方法和应用 生产环境 火焰法 锂离子电池阳极材料 化学气相沉积 规模化生产 火焰燃烧法 表面修饰 分形结构 火焰燃烧 酒精火焰 空间约束 纳米尺度 生产设备 温度要求 原位生长 比容量 大孔径 碳纳米 锂离子 乙醇 内壁 镍盐 外壁 催化剂 存储 复合 管制 封闭 开放 | ||
1.一种火焰法修饰的碳纳米管，其特征在于其包括作为基体的碳纳米管以及在基体内壁和外壁原位生长的纳米尺度的短小碳纳米管；
所述的基体碳纳米管外径为50-200nm，内径为20-100nm；
所述的原位生长纳米尺度的短小碳纳米管直径为4-25nm，长度＜200nm。
2.一种根据权利要求1所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
(1)将镍盐溶于易挥发溶剂中得到镍盐溶液，形成催化剂先驱体；
(2)用浓硝酸除去碳纳米管中杂质，然后加入到步骤(1)中的镍盐溶液中，充分分散后直接干燥，取出冷却至室温后置于不锈钢网上；
(3)控制乙醇火焰温度和燃烧时长使得作为基体的碳纳米管内外壁原位生长短小碳纳米管，即得到火焰法修饰的碳纳米管；
步骤(3)中所述的火焰温度范围为450-1000℃；
步骤(3)中所述的燃烧时长为3-20min。
3.根据权利要求2所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的镍盐为氯化镍或硝酸镍或醋酸镍；步骤(1)中所述的易挥发溶剂为乙醇、水或乙醇和水的任意比例的混合物；
步骤(1)中所述的镍盐溶液中镍盐的浓度为0.01-0.50mol/L。
4.根据权利要求2所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的浓硝酸指质量浓度为40-80％的浓硝酸；步骤(2)中所述的用浓硝酸除去碳纳米管中杂质是指将碳纳米管置于浓硝酸中浸泡12-24h，然后过滤分离并用水清洗，再在60-90℃的烘箱中干燥12h，取出冷却至室温备用。
5.根据权利要求2所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的碳纳米管的直径为50-200nm，内径为20-100nm；
步骤(2)中所述的碳纳米管和镍盐溶液的用量满足镍盐溶液浸没碳纳米管。
6.根据权利要求2所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的充分分散是指在1000-1500r/min的速度下机械搅拌5-10min后，再在70-800W的功率下超声分散5-10min；
步骤(2)中所述的干燥是指在60-90℃烘箱中进行干燥。
7.根据权利要求2所述的火焰法修饰的碳纳米管的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中原位生长的短小碳纳米管外径为4-20nm，长度＜200nm。
8.根据权利要求1所述的火焰法修饰的碳纳米管在电池电极材料中的应用。
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