[发明专利]一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法

说明书

本发明涉及一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法，包括：采用浮动催化法制备碳纳米管扁带；将碳纳米管扁带的两端分别架设于第一绕线轴、第二绕线轴；将架设后的碳纳米管扁带的部分压入水中；通过浸入水中的超声变幅杆对碳纳米管扁带进行高能超声处理。该单位宽度内碳纳米管高密度取向方法的目的是解决如何在不需要酸、表面活性剂或其它添加剂的同时实现碳纳米管高密度地取向排列的问题。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法。

背景技术

碳纳米管被认为是复合材料、吸波材料的理想增强体，碳纳米管的性能在沿轴向方向上表现最好，要实现碳纳米管对复合材料的有效增强，或介电性能的优化，必须将碳纳米管取向排列，目前对碳纳米管进行取向排列的方法有液相法与阵列法。

基于溶液的碳纳米管取向排列方法，需要首先通过表面活性剂或小芳香分子、大环共轭物、强酸的物理吸附或化学修饰来实现碳纳米管的分散及分离，然后结合各种物理、化学方法实现其水平取向排列。(CN200810060546.0用硝酸、CN02111337用链状分子结合再LB法成膜、CN200410009281.3、CN201010247437.7碳纳米管溶液加电排列，201811073606碳纳米管芳香环分子分散再提拉)

阵列法是在基板上沉积催化剂颗粒，之后以CVD法生长碳纳米管，再通过机械力将碳纳米管拉出取向的技术。阵列法所取向排列的碳纳米管密度与液相法相似，但是基板尺寸有限制，步骤多，成本较高，应用有限制。(CN1504408A碳纳米管阵列结构及其制备方法)

目前碳纳米管高密度取向排列还存在以下问题：

1.液相法中，酸处理导致碳管结构受损，性能损失严重；

2.无论以任何方式处理、液相法能处理的碳管在单位宽度内的密度有限，很难超过200根/cm；

3.受催化剂数量限制，阵列法能处理的碳管密度也很难超过200根/cm。

因此，目前要解决的技术问题是，如何在不需要酸、表面活性剂或其它添加剂的同时令碳纳米管高密度地取向排列。

因此，发明人提供了一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法，解决了如何在不需要酸、表面活性剂或其它添加剂的同时实现碳纳米管高密度地取向排列的技术问题。

(2)技术方案

本发明提供了一种单位宽度内碳纳米管高密度取向方法，包括以下步骤：

采用浮动催化法制备碳纳米管扁带；

将所述碳纳米管扁带的两端分别架设于第一绕线轴、第二绕线轴；

将架设后的碳纳米管扁带的部分压入水中；

通过浸入水中的超声变幅杆对所述碳纳米管扁带进行高能超声处理。

进一步地，所述碳纳米管扁带为多孔网络状结构，所述多孔网络状结构的孔隙是开放孔结构，且为由搭接的管束或碳管包围而成的不规则形状。

进一步地，所述将所述碳纳米管扁带的两端分别架设于第一绕线轴、第二绕线轴，具体为：

所述碳纳米管扁带的两端分别缠绕于所述第一绕线轴、所述第二绕线轴，缠绕长度均大于1cm。

进一步地，所述碳纳米管扁带压入水中的深度为1～10cm。

进一步地，所述超声变幅杆朝向所述碳纳米管扁带的一端与所述碳纳米管扁带的距离为1～10cm。