[发明专利]一种具有选择性吸附离子的碳纳米管的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有选择性吸附离子的碳纳米管的制备方法，制备碳纳米管材料具有以下组分和含量：Si：11‑13.5 wt%,二茂铁（Fe(C5H5)2）浓度：0.02g/ml—0.05g/ml，二甲苯（C6H4(CH3)2）：0.5mg/L—2.5mg/L，Ar:10L—15L,余量由Sio2及不可避免的杂质构成，所述Si的含量范围为：11‑13.5 wt%，所述二茂铁（Fe(C5H5)2）的浓度不大于0.05g/ml，所述二甲苯（C6H4(CH3)2）的浓度不大于2.5mg/L，所述Ar气瓶内的Ar的含量不大于15L。本发明的有益效果是：该发明一种具有选择性吸附离子的碳纳米管的制备方法通过对二茂铁（Fe(C5H5)2）元素和Si元素的配比调节，并加以配合一些惰性气体以及用二甲苯（C6H4(CH3)2）作为催化剂，进而制备出一种新的制备碳纳米管材料，使得碳纳米管生长速度加快，碳原子不易在碳纳米管脱落，Si元素也能很好的实现碳纳米管的定向生长。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管材料，具体为一种具有选择性吸附离子的碳纳米管的制备方法。

背景技术

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料，重量轻，六边形结构，具有许多异常的力学、电学和化学性能，常用的碳纳米管制备方法主要有：电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法(碳氢气体热解法)、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有选择性吸附离子的碳纳米管的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有选择性吸附离子的碳纳米管具有以下组分和含量 ：Si ：11-13.5 wt%,二茂铁（Fe(C5H5)2）浓度：0.02g/ml—0.05g/ml，二甲苯（C6H4(CH3)2）：0.5mg/L—2.5mg/L，Ar:10L—15L,余量由Sio2及不可避免的杂质构成。

所述Si的含量范围为：11-13.5 wt%，所述二茂铁（Fe(C5H5)2）的浓度不大于0.05g/ml，所述二甲苯（C6H4(CH3)2）的浓度不大于2.5mg/L，所述Ar气瓶内的Ar的含量不大于15L，所述Sr的含量不大于160ppm，所述杂质的含量不大于0.0013。

所述的碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

第一步：首先准备足量的Si粉、二茂铁（Fe(C5H5)2）块、二甲苯（C6H4(CH3)2）气体以及Ar气瓶。后将足量的Si粉倒入石英管内，随后将二茂铁（Fe(C5H5)2）块和二甲苯（C6H4(CH3)2）气体的混合液使用超声波震荡10min，Si粉再置于石英舟上，再放入石英管中部恒温区，升温加热至700℃—800℃，加热0.5个小时。

第二步：然后将Si粉中按照置于另一熔炉内，升温加热至1500℃—1800℃，加热1.5个小时后，直至Si粉完全熔化成液体，再将Si液按照配比置于含有二茂铁（Fe(C5H5)2）块和二甲苯（C6H4(CH3)2）气体的混合液的容器内在800℃—900℃的温度下保持4个小时，并不断用玻璃棒进行搅拌，令Si液完全溶解于二茂铁（Fe(C5H5)2）块和二甲苯（C6H4(CH3)2）气体的混合液中。

第三步：将容器内在800℃—900℃的温度，边升温边打开Ar气瓶，然后通入Ar气，再将使用超声波震荡后的二茂铁（Fe(C5H5)2）块和二甲苯（C6H4(CH3)2）气体的混合液通过医用注射器以速度10滴/min左右滴入石英管入口处，随后再不断用玻璃棒进行搅拌，在1700℃—2000℃保温3h—6h，进行质化处理，并冷却得到适合的具有选择性吸附离子的碳纳米管材料。