[发明专利]一种碳纳米管包覆三氢化铝的方法

摘要

一种碳纳米管包覆三氢化铝的方法，包括如下步骤：1)将三氢化铝与有机胺形成配合物，通过胺交换反应，制备三氢化铝溶液；2)在一定浓度的硝酸溶液中，将碳纳米管进行切短处理；3)将切短后的碳纳米管与三氢化铝溶液混合，在催化剂作用下，在碳纳米管中析出三氢化铝，过滤干燥后得到碳纳米管包覆的三氢化铝。本发明解决了目前三氢化铝无法被包覆在纳米级的碳纳米管中的问题，可有效应用于固体推进剂燃料、催化剂、储氢材料和燃料电池等方面，同时也为纳米级三氢化铝的制备提供一种技术途径。

主权项

1.一种碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a1)：在保护性气体保护下，向三氢化铝中加入有机胺，再加入甲苯溶剂，加热25℃‑65℃、回流搅拌3h‑20h，抽滤除掉不溶物，得到滤液；

a2)：向步骤a1)所得的滤液中加入三乙胺，在保护性气体保护下，25℃‑65℃回流搅拌1h‑15h，得到三氢化铝溶液；

b)：向碳纳米管中加入硝酸溶液，进行超声振荡，时间不小于5min，再在80℃‑160℃回流搅拌1h‑15h，过滤，然后用去离子水洗涤固体产物，之后加热固体产物，得到切短后的碳纳米管；

c)：将步骤b)所得的切短后的碳纳米管加入步骤a2)所得的三氢化铝溶液中，混合搅拌10min以上，使三氢化铝溶液充满碳纳米管，然后缓慢加入少量氢化铝锂，保护性气体保护下加热，回流搅拌，过滤，固体产物在真空中加热，得到碳纳米管包覆的三氢化铝产物。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤a1)中的保护性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或几种混合。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤a1)中的有机胺包括三甲胺、N,N‑二甲基乙胺、N,N‑二乙基甲胺和N‑甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤a1)中加入的有机胺的量按物质的量计为三氢化铝的0.5倍‑15倍，加入的甲苯溶剂的量按体积计为有机胺的1倍‑20倍。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤a2)中加入三乙胺的量按体积计为有机胺的1‑10倍。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤a2)中的加入有机胺之后、回流搅拌之前，还包括加入甲苯溶剂的步骤，加入的甲苯溶剂的量按体积计为有机胺的大于0倍至10倍。

7.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤b)中加入的硝酸溶液的浓度为0.5mol/L‑10mol/L，硝酸溶液的质量为碳纳米管的50倍以上。

8.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤b)中洗涤用去离子水的量按质量计为碳纳米管的50倍以上；加热固体产物的加热温度在40℃‑150℃范围内，加热时间不小于2h。

9.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤c)中加入三氢化铝溶液中的切短后的碳纳米管的量按质量为步骤a2)中的三氢化铝的0.1‑10倍。

10.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤c)中在保护性气体保护下加热的加热温度为25℃‑65℃，回流搅拌的时间为1h‑15h。

11.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆三氢化铝的方法，其特征在于，所述步骤c)中的固体产物在真空中加热的温度为20℃‑60℃范围内，时间为不小于1h。