[发明专利]一种凝胶碳纳米管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种凝胶碳纳米管及其制备方法，所述的碳纳米管是由下述重量份的原料组成的：碳纳米管100‑140、正硅酸乙酯40‑50、十六烷酸3‑6、氯化亚砜160‑200、木质素聚合物溶液30‑40、三乙胺1‑2。本发明的复合材料力学稳定性好，机械强度高，材料的适用性更广。

技术领域

本发明属于碳纳米管领域，具体涉及一种凝胶碳纳米管及其制备方法。

背景技术

气凝胶即干凝胶，是－种多孔轻质固体，具有大比表面积、膨胀、触变性的材料，通过采用干燥的方法，将凝胶网络结构中大部分溶剂除去，被气体替换且保留原貌所形成。其具有相当高的特定表面积、低的折射指数、特定声学特性和优越的物理，化学特性，比如半透明的结构特征。同时它也有明显低的密度。由于极高孔隙度，气凝胶具有显著低于其他商业绝缘材料的热导率，它们在各个领域具有广泛的应用，包括绝热，吸收和催化剂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种凝胶碳纳米管及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种凝胶碳纳米管，它是由下述重量份的原料组成的：

碳纳米管100-140、正硅酸乙酯40-50、十六烷酸3-6、氯化亚砜160-200、木质素聚合物溶液30-40、三乙胺1-2。

所述的木质素聚合物溶液是由下述重量份的原料组成的：

木质素7-9、丙烯酸钠60-70、过氧化二异丙苯1-1.4、氢氧化钠3-4、乙氧基化烷基硫酸铵0.3-1。

所述的木质素聚合物溶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；

(2)取氢氧化钠、丙烯酸钠混合，加入到混合料重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入木质素，在150-160℃蒸汽下热处理40-50min，冷却至常温，送入到反应釜中，加入上述引发剂溶液，通入氮气，调节反应釜温度为60-70℃，保温搅拌3-5小时，加入乙氧基化烷基硫酸铵，搅拌均匀，即得所述木质素聚合物溶液。

所述凝胶碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

(1)取碳纳米管，加入到其重量30-40倍的、96-98％的硝酸溶液中，超声10-15小时，过滤，将沉淀与十六烷酸混合，在50-60℃下保温搅拌1-2小时，加入氯化亚砜，升高温度为70-75℃，保温搅拌3-4小时，得酰氯化碳纳米管；

(2)取正硅酸乙酯，加入到上述木质素聚合物溶液中，搅拌反应4-6小时，蒸馏除去乙醇，与上述酰氯化碳纳米管混合，送入到冰水浴中，加入三乙胺，搅拌反应5-8小时，出料，在150-200℃下干燥3-4小时，冷却至常温，即得所述凝胶碳纳米管。

本发明的优点：

本发明以丙烯酸钠为单体，与碱化处理的木质素共混，然后在引发剂作用下聚合，得到木质素聚合物分散液，之后对碳纳米管进行酰氯化改性，然后以正硅酸乙酯为前驱体，在木质素聚合物溶液中水解，得到木质素聚合物溶胶，然后与酰氯化的碳纳米管共混，通过酰氯与木质素的酚羟基反应，从而促进了聚丙烯酸钠溶胶在碳纳米管间的插层效果，通过干燥，得到凝胶碳纳米管，本发明的复合材料力学稳定性好，机械强度高，材料的适用性更广，不仅保留了碳纳米管优越的力学、热学和电学性能，还具有凝胶的轻质多孔的性能。

具体实施方式

实施例1

一种凝胶碳纳米管，它是由下述重量份的原料组成的：

碳纳米管140、正硅酸乙酯50、十六烷酸6、氯化亚砜200、木质素聚合物溶液40、三乙胺2。