【CN109749455A】一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管及其制备方法【专利】

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碳纳米管的制备方法和应用领域

碳纳米管的制备方法和应用领域碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）是一种由碳原子构成的纳米材料，具有独特的结构和特性，使其在科学研究和应用领域中具有巨大的潜力。

本文将简要介绍碳纳米管的制备方法和一些常见的应用领域。

碳纳米管的制备方法多种多样，其中较为常见的方法包括化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）、电弧放电法（Arc Discharge）和激光热解法（Laser Ablation）。

CVD法是目前最常用的制备碳纳米管的方法之一，其原理是使用金属催化剂在特定温度和气氛下将碳气体进行催化裂解，从而生成碳纳米管。

而电弧放电法则是通过高压电弧放电在碳电极上产生高温和高压条件，使碳原子逸出并形成碳纳米管。

激光热解法则是利用激光加热碳源使其发生剧烈挥发，形成碳纳米管。

碳纳米管具有多种独特的物理和化学特性，使得其在许多应用领域都有广泛的应用。

在材料科学领域，碳纳米管可以作为增强剂加入到复合材料中，显著提高复合材料的机械强度和热导率。

同时，碳纳米管还可以用于制备导电膜、传感器、超级电容器等。

在能源领域，碳纳米管可以用作锂离子电池、燃料电池和超级电容器等的电极材料，具有高能量密度和良好的循环性能。

此外，由于碳纳米管具有良好的导电性和导热性，还在电子器件和导电性聚合物的领域有广泛的应用。

在生物医学领域，碳纳米管也具有潜在的应用价值。

由于其尺寸与细胞颗粒相似，并具有较好的生物相容性，在药物传输和生物成像等方面具有巨大的潜力。

例如，研究人员利用碳纳米管制备了具有良好药物控释效果的纳米药物载体，用于治疗癌症等疾病。

此外，碳纳米管还可以用于制备具有高灵敏度和高选择性的生物传感器，用于检测生物分子和细胞。

虽然碳纳米管在许多领域中具有广泛的应用潜力，但其制备方法仍然存在一些挑战和困难。

目前，制备具有高纯度和规模化的碳纳米管仍然是一个难题。

另外，碳纳米管的毒性和生物安全性问题也需要进一步研究和解决。

碳纳米管的制备与应用

碳纳米管的制备与应用碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）是一种由碳元素构成的纳米材料，具有优异的物理和化学性质，广泛应用于多个领域，如电子学、材料科学、能源储存等。

本文将探讨碳纳米管的制备方法以及其在各个领域的应用。

一、碳纳米管的制备方法1. 弧放电法：通过在一个单位大气压下的两个碳电极之间施加高电流和高电压，利用碳电极表面产生的高温和高热量，从而在电极上形成弧光放电，使得碳纳米管得以制备。

2. 化学气相沉积法：将碳源（如甲烷、乙腈等）和催化剂（如金属镍、铁等）同时输入到高温反应室中，通过热裂解反应，使碳源气体分解并在催化剂表面形成碳原子，最终形成碳纳米管。

3. 化学液相沉积法：将碳源和催化剂溶解在有机溶剂中，通过调节反应条件（如温度、反应时间等），使碳源中的碳原子在催化剂的作用下结晶生长为碳纳米管。

二、碳纳米管的应用领域1. 电子学：碳纳米管因其优异的电子输运性能被广泛应用于电子元件的制备。

其具有高电导率、高载流子迁移率和优异的机械强度，可用于制造高性能的场效应晶体管（FET）、集成电路、柔性电子等。

2. 材料科学：碳纳米管可以作为增强剂添加到金属基体中，提高材料的力学性能。

此外，碳纳米管还可以制备出具有高比表面积和孔隙结构的吸附材料，广泛应用于气体吸附、催化剂载体等领域。

3. 能源储存：碳纳米管作为超级电容器材料具有高比电容和长循环寿命，可广泛应用于储能装置和电动车辆中。

此外，碳纳米管还可以用于锂离子电池电极材料的改性，提高电池的能量密度和循环寿命。

4. 生物医学：碳纳米管因其良好的生物相容性和荧光性能，在生物医学领域具有广泛的应用前景。

例如，碳纳米管可以用作药物传递载体，通过改变管壁上的功能基团，实现对药物的控制释放；同时，其荧光性质还可用于生物分子探测和光热治疗等。

总结起来，碳纳米管作为一种新型纳米材料，在电子学、材料科学、能源储存和生物医学等领域具有广泛应用前景。

一种超高分子量改性聚硅氧烷、其制备方法及在塑料加工中的应用[

专利名称：一种超高分子量改性聚硅氧烷、其制备方法及在塑料加工中的应用
专利类型：发明专利
发明人：郑智,刘继,陈阳
申请号：CN201910160471.1
申请日：20190304
公开号：CN109880106A
公开日：
20190614
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种超高分子量改性聚硅氧烷，具有式I所示结构，式I；其中，R为‑OH、‑CH＝CH或CH；R为‑CH；R为‑CHCF；R为‑CH＝CH；6≤a≤18，1≤n≤8；m＞
0，m≥0，m≥0，m≥0，m、m和m不同时为0；且m+m+m+m≥13500。

本专利可以大大改善超高分子量改性聚硅氧烷在聚烯烃中的分散性，提高聚烯烃的耐划擦性、表面爽滑性、力学性能和耐热性能。

同时，本发明所得到的超高分子量聚硅氧烷结构可设计性强，易于无级调节超高分子量聚硅氧烷的性能。

本发明还提供了一种超高分子量改性聚硅氧烷的制备方法及在塑料加工中的应用。

申请人：浙江新安化工集团股份有限公司
地址：311600 浙江省杭州市建德市江滨中路新安大厦1号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：赵青朵
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一种改性碳纳米管及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种改性碳纳米管及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：戴礼兴,张培
申请号：CN201310664874.2
申请日：20131210
公开号：CN103665389A
公开日：
20140326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种改性碳纳米管及其制备方法，它为聚乙烯醇改性的碳纳米管。

将碳纳米管与一定量的聚乙烯醇混溶，以三氯化铝为催化剂进行傅克烷基化反应，经后处理除去残余的聚乙烯醇和铝离子，得到聚乙烯醇改性的碳纳米管。

本发明通过傅克烷基反应使聚乙烯醇与碳纳米管之间以化学键结合，提高了碳纳米管在水溶液中的分散性，及碳纳米管与聚乙烯醇基体之间的应力转移效率。

与现有技术相比，减少了对碳纳米管表面的破坏，提高了碳纳米管的改性效率，具有低耗易控、高效等特点；它能大幅度提高碳纳米管复合产品的力学性能。

本发明反应条件温和，碳纳米管的接枝效率提高明显。

申请人：苏州大学张家港工业技术研究院
地址：215600 江苏省苏州市张家港市长泾路10号
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：陶海锋
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一种碳纳米管及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种碳纳米管及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：王接喜,李广超,李新海,颜果春,王志兴,郭华军,戴雨晴,胡启阳,彭文杰
申请号：CN202010921795.5
申请日：20200904
公开号：CN111977635A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种碳纳米管及其制备方法，属于新能源材料领域，涉及电池用电极材料和导电剂材料。

所述制备方法具体包括：将碳源、杂原子源混合，加水溶解后进行水热反应获得水热反应产物，并将所述水热反应产物进行干燥获得碳量子点前驱体；将所述碳量子点前驱体与铁盐混合并溶解后冷冻干燥，再进行烧结获得含铁碳纳米管；将所述含铁碳纳米管经酸洗除铁、水洗至中性和干燥处理获得碳纳米管。

该制备方法通过加入杂原子源，可以实现N、S等多元素的掺杂，制备获得杂原子碳纳米管，且该制备方法简单，获得的碳纳米管的结构可控，石墨化度可调。

申请人：中南大学
地址：410000 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
国籍：CN
代理机构：长沙轩荣专利代理有限公司
代理人：李喆
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一种改性碳纳米管及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种改性碳纳米管及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：刘洋,张小龙,高铭,刘洪波,姜雨虹,陈雷
申请号：CN201811195917.6
申请日：20181015
公开号：CN109370266A
公开日：
20190222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种改性碳纳米管及其制备方法和应用，制备方法包括：将乙醇与水混合，调节pH值为4‑5，加入含炔基的硅烷偶联剂，避光水解，加入碳纳米管，搅拌反应8‑13h，离心、干燥得到物料A；将2‑(叠氮基甲基)吡啶、物料A、碘化铜、N，N‑二异丙基乙胺和N‑溴代丁二酰亚胺加入溶剂中，在常温下搅拌反应10‑20h，旋蒸、纯化得到物料B；将物料B与稀土盐加入无水乙醇中，搅拌3‑4.8h，过滤、洗涤、干燥，加入甲醇中，在搅拌状态下加入肉桂酸钠，搅拌3‑5h，过滤、洗涤、干燥。

本发明提出的改性碳纳米管的制备方法过程简单，得到的改性碳纳米管抗菌性和抗氧化性能好，用于涂料中能提高涂料的抗菌性和耐老化性。

申请人：吉林师范大学
地址：136000 吉林省四平市海丰大街1301号
国籍：CN
代理机构：合肥市长远专利代理事务所(普通合伙)
代理人：金宇平
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碳纳米管制备方法[发明专利]

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101559939A[43]公开日2009年10月21日[21]申请号200810066744.8[22]申请日2008.04.18[21]申请号200810066744.8[71]申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号清华大学清华－富士康纳米科技研究中心401室共同申请人鸿富锦精密工业(深圳)有限公司[72]发明人戴风伟姚湲张长生白先声姜开利范守善 [51]Int.CI.C01B 31/02 (2006.01)权利要求书 2 页说明书 4 页附图 2 页[54]发明名称碳纳米管制备方法[57]摘要一种碳纳米管的制备方法，其包括以下步骤：提供一铜基底，对铜基底的表面进行抛光处理；将抛光处理后铜基底置于一加热炉中，通入保护气体后加热至400℃－800℃；向加热炉中通入碳源气，在400℃－800℃下生长碳纳米管一段时间。

200810066744.8权利要求书第1/2页 1.一种碳纳米管的制备方法，其包括以下步骤：提供一铜基底，对铜基底的表面进行抛光处理；将抛光处理后的铜基底置于一反应炉中，通入保护气体后，加热至400℃-800℃；以及向加热炉中通入碳源气与保护气体的混合气体，在400℃-800℃下生长碳纳米管。

2.如权利要求1所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的对铜基底的表面进行抛光处理的过程包括以下步骤：采用一600目-800目的砂纸沿第一方向反复摩擦铜基底的表面3分钟-5分钟；采用一1000目-1300目的砂纸沿第二方向反复摩擦铜基底的表面5分钟-8分钟；以及采用一1500目-2000目的砂纸沿第一方向反复摩擦铜基底的表面10分钟-15分钟。

3.如权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的第一方向与第二方向之间形成一夹角α，0°＜α≤90°。

一种碳纳米管的制备方法[发明专利]

专利名称：一种碳纳米管的制备方法专利类型：发明专利
发明人：周明杰,袁新生,王要兵
申请号：CN201210248544.0
申请日：20120718
公开号：CN103569992A
公开日：
20140212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：提供洁净金属衬底，利用化学气相沉积法，在其表面生长石墨烯；在石墨烯表面涂布催化剂，将金属衬底置于化学气相沉积设备内，密封，开启真空系统，通入氢气至气压为1~100Pa开始加热，加热至600~900℃后开启等离子体设备，通入含碳气体，保持30～300min，待反应结束后，停止加热，停止通入含碳气体，在氢气保护下冷却至室温，停止通入氢气，得到在石墨烯表面垂直生长的碳纳米管。

本发明提供的碳纳米管制备方法，制备工艺简单，制得的碳纳米管垂直于石墨烯表面，与石墨烯结合性好，晶体结构完整，高度均匀，一致性好，可与石墨烯整体转移，可应用于场发射器件等。

申请人：海洋王照明科技股份有限公司,深圳市海洋王照明技术有限公司
地址：518000 广东省深圳市南山区南海大道海王大厦A座22层
国籍：CN
代理机构：广州三环专利代理有限公司
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一种三维多孔改性碳纳米管及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种三维多孔改性碳纳米管及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：苟珍琼,黄川,周桂林,徐丹
申请号：CN202111656783.5
申请日：20211230
公开号：CN114180556A
公开日：
20220315
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种具有三维多孔结构的改性碳纳米管及其制备方法和应用，属于材料领域。

本发明提供一种改性碳纳米管，所述改性碳纳米管以碳纳米管、聚阳离子体和聚阴离子体为原料，利用聚阳离子体与碳纳米管之间的共价作用、聚阴离子体和聚阳离子体的静电桥联作用，得到了改性碳纳米管。

本发明所得改性碳纳米管引入高分子基体后，能够提高其在高分子基体中的分散性，并能够提高高分子基体的综合性能，如热稳定性、强度、杨氏模量。

申请人：重庆大学,重庆工商大学
地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
国籍：CN
代理机构：成都点睛专利代理事务所(普通合伙)
代理人：刘文娟
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910150576.9
(22)申请日 2019.02.28
(71)申请人湖北工业大学
地址 430000 湖北省武汉市洪山区南李路
28号
(72)发明人胡涛　张子靖　蔡诚　龚兴厚　
吴崇刚　
(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限
公司 31253
代理人冯子玲
(51)Int.Cl.
C08L 83/04(2006.01)
C08K 9/06(2006.01)
C08K 3/04(2006.01)
C09C 1/44(2006.01)
C09C 3/12(2006.01)
(54)发明名称一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管及其制备方法，该改性纳米管为聚硅氧烷分子刷通过化学键接枝到碳纳米管上形成的。

首先通过碳纳米管上的羟基与巯烷基烷氧基之间的缩合反应，在碳纳米管表面引入高活性的巯基；然后使活性巯基与聚硅氧烷末端的乙烯基于紫外光照下完成接枝反应。

本发明的改性碳纳米管可有效改善碳纳米管粒子之间的团聚和缠绕现象，并明显提高其在有机溶剂和硅橡胶基体中的分散性。

本发明的改性碳纳米管的制备方法，不仅可以降低聚合物分子之间与碳纳米管反应的位阻效应，还可以有效调控碳纳米管表面的接枝密度。

与现有技术相比，本发明提高了碳纳米管的改性效率，可以控制碳纳米管表面聚硅氧烷
分子刷的接枝密度。

权利要求书2页说明书6页附图1页CN 109749455 A 2019.05.14
C N 109749455
A
1.一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管，其特征在于，它为聚硅氧烷分子刷通过化学键接枝到碳纳米管上形成的，
其结构式为：
式中，-R 1选自甲基、乙基、丙基、异丙基、苯基或对甲基苯基，-R 2-选自亚乙基或亚丙基，n＝1、2或3，-R 3选自甲基、乙基、丙基、苯基或对甲基苯基，-R 4选自-R 3或甲基，R 5选自甲基、乙基、正丁基或苯基，m 1＝0～500之间的整数，m 2＝0～500之间的整数。

2.根据权利要求1所述一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管，其特征在于，所述的碳纳米管为羟基化单壁碳纳米管或羟基化多壁碳纳米管，碳纳米管的外直径为1～30nm ,，长度为5～30μm。

3.根据权利要求1所述一种聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管，其特征在于，所述改性碳纳米管结构中，每根碳纳米管接枝上的聚硅氧烷分子链的数目平均为1～100。

4.如权利要求1-3任一项所述聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将碳纳米管与巯烷基烷氧基硅烷分散于无水溶剂中得到巯烷基烷氧基硅烷/碳纳米管的分散液，分散液中巯烷基烷氧基硅烷的浓度为10～50wt％，碳纳米管与巯烷基烷氧基硅烷的质量比为1:10～1:30；
2)向所述步骤1)分散液中加入质量为巯烷基烷氧基硅烷质量1％～5％的催化剂，40～120℃下回流反应5～36h，产物经后处理后得到巯烷基化学改性的碳纳米管；所述催化剂为钛酸丁酯或二月桂酸二丁基锡；
3)将所述步骤2)中巯烷基化学改性的碳纳米管、单乙烯基封端聚硅氧烷及DMPA溶解于无水溶剂中，单乙烯基封端聚硅氧烷的浓度为10～50wt％，巯烷基化学改性的碳纳米管与单乙烯基封端聚硅氧烷的质量比为1:10～1:100，DMPA的质量为单乙烯基封端聚硅氧烷的0.1％～5％；
4)将步骤3)中混合溶液在波长为365nm的紫外光照射下，室温搅拌反应0.5～12h，产物经后处理得到聚硅氧烷分子刷接枝改性的碳纳米管。

5.根据权利要求4所述聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中无水溶剂选自无水甲苯、无水己烷、无水四氢呋喃、无水氯仿、无水二氧六环、无水丙酮、无水二氯乙烷中的至少一种。

6.根据权利要求4所述聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述巯烷基烷氧基硅烷的结构式为：
(RO)n SiR 13-n R 2SH
其中-OR选自甲氧基或乙氧基，-R 1选自甲基、乙基、丙基、异丙基、苯基或对甲基苯基，-R 2SH选自β-巯乙基或γ-巯丙基，n＝1，2或3。

7.根据权利要求4所述聚硅氧烷分子刷接枝改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，步
权　利　要　求　书1/2页2CN 109749455 A。