基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115893377A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202210035941.3(22)申请日2022.01.13(71)申请人常州大学地址213000江苏省常州市武进区湖塘镇滆湖中路21号申请人江苏江南烯元石墨烯科技有限公司(72)发明人季闽旭弓晓晶(74)专利代理机构常州市夏成专利事务所(普通合伙)32233专利代理师周文杰(51)Int.Cl.C01B32/168(2017.01)C01B32/17(2017.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法(57)摘要本发明涉及薄膜制备方法领域，尤其是基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法。该方法的步骤为：A、首先利用化学气相沉积法获得多壁碳纳米管粉体；B、接着将多壁碳纳米管粉体在溶液中超声净化；C、然后将聚苯乙烯纳米颗粒与多壁碳纳米管粉体超声分散在表面活性剂中，制成稳定的表面活性剂悬浮液；D、向悬浮液中加入硫酸以破坏表面活性剂的功能；E、对悬浮液进行真空抽滤；F、最后将抽滤后形成的薄膜置于丙酮中溶解，使得薄膜中的聚苯乙烯纳米球获得具有多孔结构的碳纳米管薄膜。该发明使用简单、环保、高效的制备方法来调控碳纳米管薄膜的孔隙率，从而达到提升其有效比表面积、提高液体或气体灌注效率的目的。CN115893377ACN115893377A权利要求书1/1页1.一种基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，该方法的步骤为：A、首先利用化学气相沉积法获得多壁碳纳米管粉体；B、接着将多壁碳纳米管粉体在溶液中超声净化；C、然后将聚苯乙烯纳米颗粒与多壁碳纳米管粉体超声分散在表面活性剂中，制成稳定的表面活性剂悬浮液；D、向悬浮液中加入硫酸以破坏表面活性剂的功能，提高碳纳米管表面能，引发凝絮现象；E、对悬浮液进行真空抽滤；F、最后将抽滤后形成的薄膜置于丙酮中溶解，使得薄膜中的聚苯乙烯纳米球获得具有多孔结构的碳纳米管薄膜。2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，所述多壁碳纳米管粉体的直径为10‑30nm。3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤B中，所述溶液由浓硝酸和浓硫酸体组成，浓硝酸和浓硫酸的体积比为1：1。4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤C中，所述聚苯乙烯纳米颗粒与多壁碳纳米管粉体在TritonX‑100表面活性剂中超声分散3小时。5.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤D中，使用浓硫酸将悬浮液酸化至1.5的PH值。6.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤E中，所述真空抽滤时间为90分钟，在15分钟后开始成膜，使用的滤膜是PTFE微孔滤膜。7.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤F中，所述薄膜置于丙酮中的时间为2小时。8.根据权利要求7所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，步骤F中，所述聚苯乙烯纳米球的粒径为200nm。9.根据权利要求7所述的基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，其特征是，所述多孔碳纳米管薄膜的孔径为180‑220nm。2CN115893377A说明书1/2页基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明涉及薄膜制备方法领域，尤其是基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法。背景技术[0002]目前碳纳米管薄膜有效孔径的提升，是增强碳纳米管薄膜储能、化学催化、亲水等能力的主要问题之一，所以提升碳纳米管薄膜孔径的调控手段是至关重要的。[0003]从能量储存到化学催化，纳米材料的一个关键优势是其固有的高比表面积，且碳纳米管不仅具有高比表面积还兼备高导电、导热性以及柔韧性强等特性。而碳纳米管之间的范德华力限制了薄膜中的孔隙率，导致液体或气体的灌注速率低下，从而阻碍了碳纳米管薄膜在实际中的效用。发明内容[0004]为了克服现有的碳纳米管薄膜的孔隙率低不足，本发明提供了基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于碳纳米管的多孔柔性超亲水薄膜的制备方法，该方法的步骤为：A、首先利用化学气相沉积法获得多壁碳纳米管粉体；B、接着将多壁碳纳米管粉体在溶液中超声净化；C、然后将聚苯乙烯纳米颗粒与多壁碳纳米管粉体超声分散在表面活性剂中，制成稳定的表面活性剂悬浮液；D、向悬浮液中加入硫酸以破坏表面活性剂的功能，提高碳纳米管表面能，引发凝絮现象；E、对悬浮液进行真空抽滤；F、最后将抽滤后形成的薄膜置于丙