[发明专利]一种石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法有效

专利信息
申请号: 202110965832.7 申请日: 2021-08-23
公开(公告)号: CN113460999B 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 周庆萍;陈长鑫;高升广;江圣昊;石方远;赵修治 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: C01B32/184 分类号: C01B32/184;C01B32/168;C01B32/159
代理公司: 北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙) 11562 代理人: 张换君
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 石墨 纳米 单壁碳 分子 内异质结 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将单壁碳纳米管和多巴胺盐酸盐加入到Tris-HCl缓冲液中,置于黑暗环境中反应,过滤,得到聚多巴胺修饰的单壁碳纳米管;

(2)将步骤(1)制得的聚多巴胺修饰的单壁碳纳米管分散在硫酸溶液中,加入浓磷酸,升温,加入高锰酸钾,反应完成后冷却至室温,加入双氧水,过滤,水洗至中性,得到解链单壁碳纳米管;

(3)将步骤(2)得到的解链单壁碳纳米管焙烧,焙烧产物用盐酸溶液超声处理,过滤,加入氢碘酸溶液进行还原反应,反应后过滤,制得石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结;

步骤(1)中所述单壁碳纳米管与所述多巴胺盐酸盐的质量比为1:(0.01~0.2)。

2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述单壁碳纳米管与所述Tris-HCl缓冲液的质量与体积比为1g:(10~15)L;所述Tris-HCl缓冲液的配制方法为:将10mL 0.1mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液与8mL0.1mol/L盐酸混匀后,加水稀释至1000mL。

3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述黑暗环境中反应的时间为18~24h。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述聚多巴胺修饰的单壁碳纳米管、硫酸溶液与浓磷酸的质量与体积之比为1g:(200~300)mL:(30~35)mL;所述硫酸溶液为质量分数40~50%的硫酸水溶液。

5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述升温为温度升高至75~80℃;所述高锰酸钾与所述聚多巴胺修饰的单壁碳纳米管的质量比为1:(2~3);所述反应的时间为2~3h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述双氧水为质量分数30%的过氧化氢水溶液。

7.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述盐酸溶液为pH=3.0~3.5的盐酸水溶液。

8.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述解链单壁碳纳米管焙烧的温度为450~500℃,时间为1.5~2h。

9.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述氢碘酸溶液为质量分数55~60%的氢碘酸水溶液;所述还原反应的时间为6~8h。

10.一种根据权利要求1~9任一项所述制备方法制得的石墨烯纳米带/单壁碳纳米管分子内异质结。

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