[发明专利]改性碳纳米管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

以1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖和酸酐为原料，进行酯化反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体，所述酸酐中至少含有一个不饱和双键结构；

将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体进行均聚反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物；

将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物与弱酸反应，得到聚葡萄糖酯，所述弱酸选自甲酸、乙酸及苯甲酸中的一种；及

将所述聚葡萄糖酯与碳纳米管进行接枝反应，得到改性碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述以1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖和酸酐为原料，进行酯化反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体的步骤包括：

将所述酸酐与所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖混合，并进行加热反应，得到混合物；及

将所述混合物冷却，并经萃取、洗涤，得到所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体。

3.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述酸酐为链状酸酐或环状酸酐。

4.根据权利要求3所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述链状酸酐具有通式其中R为含有至少一个不饱和双键的基团。

5.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体进行均聚反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物的步骤包括：

将催化剂、所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体和引发剂混合，并抽真空，在油浴加热下反应，得到反应液；

采用沉淀剂将所述反应液沉淀，得到沉淀物；及

对所述沉淀物进行洗涤和干燥，得到所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物。

6.根据权利要求5所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述催化剂为摩尔比为1:(2～2.5)的低价金属卤化物和2,2’-联二吡啶的混合物，其中，所述低价金属卤化物选自溴化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铁及氯化亚铁中的一种，所述催化剂与所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体的摩尔比为(3～3.5)：200；及/或，所述引发剂选自2-溴异丁酸乙酯、α-溴异丁酸甲酯、2-溴丙酸甲酯及α-溴异丁酰溴中的一种，所述引发剂与所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体的摩尔比为1:(100～125)。

7.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物与弱酸反应，得到聚葡萄糖酯的步骤包括：

将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物与所述弱酸混合，并在室温下搅拌48h～72h后，加水继续搅拌3h～4h，得到反应物；及

将所述反应物进行透析、真空冻干，得到所述聚葡萄糖酯。

8.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述将所述聚葡萄糖酯与碳纳米管进行接枝反应，得到改性碳纳米管的步骤包括：

在第一基底上制备所述碳纳米管；

在第二基底上沉积所述聚葡萄糖酯；及

同时对所述第一基底及所述第二基底进行紫外光处理，以使所述聚葡萄糖酯和所述碳纳米管进行接枝反应。

9.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述酸酐与所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖的摩尔比为(1～1.3):1。

10.根据权利要求1所述的改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管与所述聚葡萄糖酯的质量比为1:(8～10)。