[发明专利]纳米颗粒镶嵌于碳纳米管管壁的纳米复合材料及制备方法

摘要

本发明涉及新型碳纳米管复合结构设计与制备技术，具体为一种纳米颗粒镶嵌于碳纳米管管壁的纳米颗粒/碳纳米管复合材料的设计与可控制备方法。纳米颗粒镶嵌于碳纳米管外壁这一复合材料的外径在10～200nm范围内可控、颗粒大小在1～20nm可控，碳纳米管壁厚在2～50nm范围内精确可控、纳米颗粒在复合物中质量含量在5～70％精确可控。以阳极氧化铝的纳米孔道为模板、以可溶于溶剂中的盐为纳米颗粒前驱体，在室温下将阳极氧化铝模板浸渍在一定摩尔浓度的盐溶液中进行填充，然后清洗、烘干；在600～800℃下在阳极氧化铝纳米孔道内进行碳的化学气相沉积；最后去除模板获得纳米颗粒镶嵌于碳纳米管外壁的新型复合材料。

主权项

1.一种纳米颗粒镶嵌于碳纳米管管壁的纳米复合材料，其特征在于：纳米颗粒镶嵌于碳纳米管壁中，并部分暴露于碳纳米管外壁，纳米颗粒与碳纳米管壁结合牢固，碳纳米管内层为电子传输层，中空管腔为电解液储存和运输管道，包覆有金属颗粒的碳纳米管外层为活性层；复合材料外径在10～200nm范围内可控、颗粒大小在1～20nm可控，碳纳米管壁厚在2～50nm范围内精确可控、纳米颗粒在复合材料中的质量含量在5～70％精确可控；所述的纳米颗粒镶嵌于碳纳米管管壁的纳米复合材料的制备方法，首先将具有规则孔结构的阳极氧化铝模板浸渍在金属盐溶液中，溶液的摩尔浓度为0.01～5mol/L，将盛放浸渍阳极氧化铝模板溶液的烧杯置于密封容器中，将该容器置于冰水浴中冷却并抽真空处理3～10小时后，将阳极氧化铝模板从溶液中取出，烘干；然后用去离子水漂洗掉表面附着的盐，于60～80℃下烘干，利用化学气相沉积法在模板纳米孔道内均匀沉积碳层；最后去除阳极氧化铝模板，获得纳米颗粒镶嵌于碳纳米管管壁的纳米颗粒/碳纳米管复合材料。