專利名稱：親水性碳納米管膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種親水性碳納米管膜的制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管(Carbon Nanotube, CNT)是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物，具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性質(zhì)，因此具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由于單根碳納米管的直徑只有零點幾個納米至幾十納米，難于進(jìn)行加工。為便于實際應(yīng)用，人們嘗試將大量碳納米管作為原材料，制成具有較大尺寸的宏觀結(jié)構(gòu)。碳納米管膜(Carbon Nanotube Film, CNT Film)即為此種宏觀結(jié)構(gòu)的具體形式之一。然而，由于碳納米管不溶于水和其他極性溶劑，由碳納米管構(gòu)成的碳納米管膜也不溶于水，這影響了碳納米管膜的基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，確有必要提供一種親水性碳納米管膜的制備方法。本發(fā)明涉及一種親水性碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供預(yù)定量的氧化性酸性溶液，將該氧化性酸性溶液放置于一反應(yīng)室中；提供至少一碳納米管初級膜； 將該碳納米管初級膜設(shè)置于所述反應(yīng)室中，并所述碳納米管初級膜與所述氧化性酸性溶液間隔設(shè)置；以及加熱所述氧化性酸性溶液揮發(fā)，使揮發(fā)后的氣態(tài)氧化性物質(zhì)與所述碳納米管初級膜的碳納米管產(chǎn)生反應(yīng)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的親水性碳納米管膜的制備方法操作簡單，在制備過程中不會對碳納米管膜造成結(jié)構(gòu)上的破壞，且適合大規(guī)模應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的制備親水性碳納米管膜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例提供的親水性碳納米管膜的制備方法的流程圖。圖3為親水性碳納米管膜表面的拉曼光譜圖。圖4為碳納米管初級膜表面的拉曼光譜圖。圖5為水滴置于碳納米管初級膜表面的掃描電鏡照片。圖6為水滴置于親水性碳納米管膜表面的掃描電鏡照片。圖7為本發(fā)明第二實施例提供的制備親水性碳納米管膜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第三實施例提供的制備親水性碳納米管膜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明第四實施例提供的制備親水性碳納米管膜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明反應(yīng)室100，200，300，400氧化性酸性溶液102，202，302，402容器106,306
碳納米管初級膜108，208，308，408支撐結(jié)構(gòu)110，210開口11具體實施例方式以下將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖1及圖2，本發(fā)明實施例提供一種親水性碳納米管膜的制備方法。本發(fā)明實施例親水性碳納米管膜的制備方法主要包括以下幾個步驟步驟Si、提供一反應(yīng)室100及一氧化性酸性溶液102，該氧化性酸性溶液102設(shè)置于該反應(yīng)室100中。所述反應(yīng)室100可以為一全封閉反應(yīng)室。該反應(yīng)室100的材料應(yīng)為耐酸性的材料， 可以為耐酸性的陶瓷或聚合物。所述聚合物包括聚四氟乙烯。本實施例中，所述反應(yīng)室100 為一具有雙層結(jié)構(gòu)的反應(yīng)釜，其包括內(nèi)膽和外套。所述內(nèi)膽設(shè)置于該外套中。所述內(nèi)膽的材料為聚四氟乙烯，所述外套的材料為金屬。所述氧化性酸性溶液102設(shè)置于一廣口容器106中，該容器具有一開口 114。所述氧化性酸性溶液102可以為硝酸、硫酸或其混合物。所述氧化性酸性溶液102的濃度可以根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整，一般采用濃度為40% 90%。本實施例中的氧化性酸性溶液102 為硝酸溶液，其濃度為60%。由于碳納米管是由碳的五元環(huán)或者六元環(huán)組成的結(jié)構(gòu)，氧化性的酸可以將五元環(huán)或者六元環(huán)打開并引入羧基或羥基，從而使碳納米管具有親水性。步驟S2、提供至少一碳納米管初級膜108。所述至少一碳納米管初級膜108可以包括一個碳納米管初級膜108，也可以包括多個碳納米管初級膜108。當(dāng)至少一個碳納米管初級膜108包括多個碳納米管初級膜108 時，該多個碳納米管初級膜108可以相互間隔設(shè)置，也可以相互層疊設(shè)置。本實施例中，所述至少一碳納米管初級膜108包括一個碳納米管初級膜108。所述碳納米管初級膜108包括均勻分布的碳納米管，碳納米管之間通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管初級膜108中的碳納米管為無序或有序排列。這里的無序排列指碳納米管的排列方向無規(guī)律，這里的有序排列指至少多數(shù)碳納米管的排列方向具有一定規(guī)律。具體地，當(dāng)碳納米管初級膜108包括無序排列的碳納米管時，碳納米管相互纏繞或者各向同性排列；當(dāng)碳納米管初級膜108 包括有序排列的碳納米管時，碳納米管沿一個方向或者多個方向擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管初級膜可以為一自支撐的碳納米管膜。所述自支撐為碳納米管初級膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該碳納米管初級膜置于(或固定于)間隔一固定距離設(shè)置的兩個支撐體上時，位于兩個支撐體之間的碳納米管初級膜能夠懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述自支撐主要通過碳納米管初級膜中存在連續(xù)的通過范德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實現(xiàn)。所述碳納米管初級膜108可以為碳納米管拉膜、碳納米管絮化膜或碳納米管碾壓膜。(一 )碳納米管拉膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為超順排的碳納米管陣列。該碳納米管陣列的制備方法采用化學(xué)氣相沉積法，其具體步驟包括(a)提供一平整生長基底，該生長基底可選用P型或N型硅生長基底，或選用形成有氧化層的硅生長基底，本發(fā)明實施例優(yōu)選為采用4英寸的硅生長基底；(b)在生長基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵0 )、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一；(c)將上述形成有催化劑層的生長基底在700°C 900°C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘；(d)將處理過的生長基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到500°C 740°C，然后通入碳源氣體反應(yīng)約5分鐘 30分鐘，生長得到碳納米管陣列。該碳納米管陣列為多個彼此平行且垂直于生長基底生長的碳納米管形成的純碳納米管陣列。通過上述控制生長條件，該定向排列的碳納米管陣列中基本不含有雜質(zhì)，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。其次，采用一拉伸工具從碳納米管陣列中拉取碳納米管獲得至少一碳納米管拉膜，其具體包括以下步驟(a)從所述超順排碳納米管陣列中選定一個或具有一定寬度的多個碳納米管，優(yōu)選為采用具有一定寬度的膠帶、鑷子或夾子接觸碳納米管陣列以選定一個或具有一定寬度的多個碳納米管；(b)以一定速度拉伸該選定的碳納米管，從而形成首尾相連的多個碳納米管片段，進(jìn)而形成一連續(xù)的碳納米管拉膜。該拉取方向沿基本垂直于碳納米管陣列的生長方向。在上述拉伸過程中，該多個碳納米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離生長基底的同時，由于范德華力作用，該選定的多個碳納米管片段分別與其它碳納米管片段首尾相連地連續(xù)地被拉出，從而形成一連續(xù)、均勻且具有一定寬度的碳納米管拉膜。該碳納米管拉膜的寬度與碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，該碳納米管拉膜的長度不限，可根據(jù)實際需求制得。當(dāng)該碳納米管陣列的面積為4英寸時，該碳納米管拉膜的寬度為0. 5納米 10厘米，該碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米。該碳納米管拉膜的制備方法請參見范守善等人于2007年2月9日申請的，于2010年5月沈日公告的第 CN101239712B號中國專利“碳納米管膜結(jié)構(gòu)及其制備方法”，申請人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分。該碳納米管拉膜可作為一碳納米管初級膜108使用，也可以將至少兩層碳納米管拉膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納米管初級膜108。( 二)碳納米管絮化膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管原料。所述碳納米管原料可以為通過化學(xué)氣相沉積法、石墨電極恒流電弧放電沉積法或激光蒸發(fā)沉積法等各種方法制備的碳納米管。采用刀片或其他工具將上述定向排列的碳納米管陣列從基底刮落，獲得一碳納米管原料。優(yōu)選地，所述的碳納米管原料中，碳納米管的長度大于100微米。其次，將上述碳納米管原料添加到一溶劑中并進(jìn)行絮化處理獲得一碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)，將上述碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)從溶劑中分離，并對該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)定型處理以獲得一碳納米管絮化膜。溶劑可選用水、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑等。絮化處理可通過采用超聲波分散處理或高強(qiáng)度攪拌等方法。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例采用超聲波分散10分鐘 30分鐘。由于碳納米管具有極大的比表面積，相互纏繞的碳納米管之間具有較大的范德華力。上述絮化處理并不會將該碳納米管原料中的碳納米管完全分散在溶劑中，碳納米管之間通過范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述的分離碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的方法具體包括以下步驟將上述含有碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的溶劑倒入一放有濾紙的漏斗中；靜置干燥一段時間從而獲得一分離的碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)。所述的碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的定型處理過程具體包括以下步驟將上述碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)置于一容器中；將該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)按照預(yù)定形狀攤開；施加一定壓力于攤開的碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)；以及，將該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)中殘留的溶劑烘干或等溶劑自然揮發(fā)后獲得一碳納米管絮化膜?？梢岳斫?，本發(fā)明可通過控制該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)攤開的面積來控制該碳納米管絮化膜的厚度和面密度。碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)攤開的面積越大，則該碳納米管絮化膜的厚度和面密度就越小。另外，上述分離與定型處理碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的步驟也可直接通過抽濾的方式實現(xiàn)，具體包括以下步驟提供一孔隙濾膜及一抽氣漏斗；將上述含有碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的溶劑經(jīng)過該孔隙濾膜倒入該抽氣漏斗中；抽濾并干燥后獲得一碳納米管絮化膜。該孔隙濾膜為一表面光滑、尺寸為0. 22微米的濾膜。由于抽濾方式本身將提供一較大的氣壓作用于該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)經(jīng)過抽濾會直接形成一均勻的碳納米管絮化膜。且，由于孔隙濾膜表面光滑，該碳納米管絮化膜容易剝離，得到一自支撐的碳納米管絮化膜。所述碳納米管絮化膜及其制備方法請參見范守善等人于2007年4月13日申請的， 于2008年10月15日公開的第CN101284662A號中國公開專利申請“碳納米管薄膜的制備方法”，申請人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分?？梢岳斫猓撎技{米管絮化膜具有一定的厚度，且通過控制該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)攤開的面積以及壓力大小可以控制碳納米管絮化膜的厚度。該碳納米管絮化膜可作為一碳納米管初級膜108使用，也可以將至少兩層碳納米管絮化膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納米管初級膜108。(三)碳納米管碾壓膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為定向排列的碳納米管陣列。所述碳納米管陣列優(yōu)選為一超順排的碳納米管陣列。所述碳納米管陣列與上述碳納米管陣列的制備方法相同。其次，采用一施壓裝置，擠壓上述碳納米管陣列獲得一碳納米管碾壓膜，其具體過程為該施壓裝置施加一定的壓力于上述碳納米管陣列上。在施壓的過程中，碳納米管陣列在壓力的作用下會與生長基底分離，從而形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管碾壓膜，且所述的多個碳納米管基本上與碳納米管碾壓膜的表面平行。施壓裝置為一壓頭，壓頭表面光滑，壓頭的形狀及擠壓方向決定制備的碳納米管碾壓膜中碳納米管的排列方式。優(yōu)選地，當(dāng)采用平面壓頭沿垂直于上述碳納米管陣列生長基底的方向擠壓時，可獲得碳納米管為各向同性排列的碳納米管碾壓膜；當(dāng)采用滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓時，可獲得碳納米管沿該固定方向取向排列的碳納米管碾壓膜；當(dāng)采用滾軸狀壓頭沿不同方向碾壓時，可獲得碳納米管沿不同方向取向排列的碳納米管碾壓膜?？梢岳斫?，當(dāng)采用上述不同方式擠壓上述的碳納米管陣列時，碳納米管會在壓力的作用下傾倒，并與相鄰的碳納米管通過范德華力相互吸引、連接形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管碾壓膜。所述碳納米管碾壓膜及其制備方法請參見范守善等人于2007年6月1日申請的，于2008年12月3日公開的第CN101314464A號中國公開專利申請“碳納米管薄膜的制備方法”，申請人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分。可以理解，該碳納米管碾壓膜具有一定的厚度，且通過碳納米管陣列的高度以及壓力大小可以控制其厚度。所以該碳納米管碾壓膜可以直接作為一碳納米管初級膜108 使用。另外，可以將至少兩層碳納米管碾壓膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納米管初級膜 108。本實施例中，所述碳納米管初級膜108為一純的碳納米管拉膜。該碳納米管初級膜108包括多個碳納米管，該多個碳納米管首尾相連且沿同一方向擇優(yōu)取向排列。步驟S3、將該碳納米管初級膜108設(shè)置于該反應(yīng)室中，并與氧化性酸性溶液102間隔設(shè)置。所述碳納米管初級膜108可以設(shè)置于一支撐結(jié)構(gòu)110上。該支撐結(jié)構(gòu)110可以為一板狀結(jié)構(gòu)，使碳納米管初級膜108設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)110的表面。碳納米管初級膜108也可以貼合于反應(yīng)室100的內(nèi)壁上。碳納米管初級膜108也可以通過該支撐結(jié)構(gòu)110懸空設(shè)置。本實施例中，所述碳納米管初級膜108通過支撐結(jié)構(gòu)110懸空設(shè)置，并正對所述容器 106的開口 114。所述支撐結(jié)構(gòu)110可以為一框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)的兩端可以固定于反應(yīng)室100的側(cè)壁上，也可以通過一支撐柱固定于反應(yīng)室100的底部。本實施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)110包括兩個長條結(jié)構(gòu)，該兩個長條結(jié)構(gòu)304的兩端分別固定于容器106的兩個相對的側(cè)壁上，并間隔一定距離設(shè)置。碳納米管初級膜108的兩端分別搭接于該兩個長條結(jié)構(gòu)上。 使該兩個長條結(jié)構(gòu)304之間的碳納米管初級膜108懸空設(shè)置。碳納米管初級膜108可以設(shè)置于氧化性酸性溶液的上方。進(jìn)一步地，碳納米管初級膜108也可以正對該容器106的開口 114設(shè)置。步驟S4、加熱該反應(yīng)室至該氧化性酸性溶液102揮發(fā)。氧化性酸性溶液102揮發(fā)后，由于反應(yīng)室100為一密閉反應(yīng)室，反應(yīng)室100內(nèi)充滿氧化性酸性溶液102的氣體，即氣態(tài)氧化性酸性物質(zhì)。由于碳納米管初級膜108懸空設(shè)置于反應(yīng)室100中，氧化性酸性溶液102的氣體浸入碳納米管初級膜108，并與碳納米管初級膜108中的碳納米管發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在碳納米管的表面形成羧基或者羥基。當(dāng)然，也可以在碳納米管的表面同時形成羧基和羥基。由于羧基和羥基均為親水性的基團(tuán)，因此，表面形成有羧基或者羥基的碳納米管為親水性的碳納米管，故，由親水性的碳納米管構(gòu)成的薄膜為親水性的碳納米管膜。本實施例中，由于氧化性酸性溶液102為硝酸，碳納米管與硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在碳納米管的表面形成羧基，請參見圖3及圖4，對比碳納米管初級膜與親水性碳納米管膜的拉曼光譜圖顯示，親水性碳納米管膜中的碳納米管的表面形成了羧基。請參見圖5，當(dāng)一滴水滴滴在碳納米管初級膜108上時，水滴與碳納米管是不浸潤的。請參見圖6，當(dāng)一滴水滴滴在親水性碳納米管膜上時，水滴與碳納米管是相互浸潤的。將該反應(yīng)室100放入一加熱爐中加熱。當(dāng)加熱至一定溫度氧化性酸性溶液102揮發(fā)后，反應(yīng)室100內(nèi)充滿氧化性酸性溶液102的氣體。此時，停止加熱，保持該溫度3小時至8小時，使碳納米管初級膜108中的碳納米管與氧化性酸性溶液102的氣體充分反應(yīng)。所述加熱溫度與氧化性酸性溶液102的揮發(fā)溫度有關(guān)，一般為100攝氏度至200 攝氏度。本實施例中，加熱溫度為120攝氏度，反應(yīng)時間為6小時。進(jìn)一步地，可包括一清洗親水性碳納米管膜的步驟。可以采用水或去離子水對該親水性碳納米管膜清洗3至5遍，除去親水性碳納米管膜表面未反應(yīng)的氧化性酸性溶液 102。本實施例中，所述清洗親水性碳納米管膜的方法包括以下步驟首先，提供一框架；其次，將該親水性碳納米管膜鋪設(shè)于該框架上；將親水性碳納米管膜連同該框架垂直放入水中，再次，重復(fù)將該親水性碳納米管結(jié)構(gòu)和框架垂直放入水中，再將碳納米管結(jié)構(gòu)和框架垂直從水中取出。在另一個實施例中，也可以將親水性碳納米管膜設(shè)置于一基體上，然后采用水流以緩慢的流速沖洗該親水性碳納米管膜；進(jìn)一步地，可將該親水性碳納米管膜反轉(zhuǎn)后， 再次采用水流以緩慢的流速沖洗該親水性碳納米管膜?？梢岳斫?，該親水性碳納米管膜也可以直接浸泡于水中洗滌。請參見圖7，本發(fā)明第二實施例提供一種親水性碳納米管膜的制備方法，本實施例與上述第一實施例的主要區(qū)別在于提供多個碳納米管初級膜208，將該多個碳納米管初級膜208設(shè)置于該反應(yīng)室200中，并將所述多個碳納米管初級膜208均與所述氧化性酸性溶液間隔設(shè)置。所述多個碳納米管初級膜208可以是兩個碳納米管初級膜208，也可以是三個或三個以上碳納米管初級膜208。該多個碳納米管初級膜208可以通過多個支撐結(jié)構(gòu)204設(shè)置于反應(yīng)室200的不同位置，也可以相互層疊設(shè)置。該多個碳納米管初級膜208也可以貼合設(shè)置于反應(yīng)室200內(nèi)壁上的不同位置，也可以相互層疊設(shè)置并貼合于反應(yīng)室200的內(nèi)壁上。當(dāng)多個碳納米管初級膜208相互層疊設(shè)置時，可以是相互間隔的層疊設(shè)置，也可以是無間隙的層疊設(shè)置。本實施例中，所述多個碳納米管初級膜208包括三個碳納米管初級膜 208。該三個碳納米管初級膜208通過三個支撐結(jié)構(gòu)204懸空設(shè)置。請參見圖8，本發(fā)明第三實施例提供一種親水性碳納米管膜的制備方法，本實施例與第一實施例的區(qū)別為所述氧化性酸性溶液302設(shè)置于一廣口容器306中，該容器具有一開口。所述碳納米管初級膜308設(shè)置于容器306上，并被容器206的側(cè)壁支撐。所述碳納米管初級膜208通過容器206的側(cè)壁懸空設(shè)置與氧化性酸性溶液302的正上方?？梢岳斫?，第二實施例中的多個碳納米管初級膜的設(shè)置方式也同樣適用于本實施例。請參見圖9，本發(fā)明第四實施例提供一種親水性碳納米管膜的制備方法，本實施例與第一實施例的區(qū)別為所述氧化性酸性溶液402直接設(shè)置于反應(yīng)室400內(nèi)?？梢岳斫?，第二實施例中的多個碳納米管初級膜的設(shè)置方式也同樣適用于本實施例?？梢岳斫?，本發(fā)明主要是將碳納米管初級膜設(shè)置于一氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)中， 采用該氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)對碳納米管初級膜進(jìn)行氧化酸化處理，使碳納米管的表面形成親水性的官能團(tuán)，從而形成親水性的碳納米管膜。氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)的產(chǎn)生方法不限，只需采用該氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)對碳納米管初級膜進(jìn)行氧化酸化處理即可，處理的方式不限，如可直接將氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)噴在碳納米管初級膜上或?qū)⑻技{米管初級膜設(shè)置在任何氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)的氣氛中，只需使該碳納米管初級膜能與該氣態(tài)的氧化性酸性物質(zhì)接觸即可。本發(fā)明所提供的親水性碳納米管膜的制備方法操作簡單，在制備過程中不會對碳納米管初級膜造成結(jié)構(gòu)上的破壞，且適合大規(guī)模應(yīng)用。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種親水性碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供一氧化性酸性溶液，將該氧化性酸性溶液放置于一反應(yīng)室中；提供至少一碳納米管初級膜；將該碳納米管初級膜設(shè)置于所述反應(yīng)室中，并使所述碳納米管初級膜與所述氧化性酸性溶液間隔設(shè)置；以及加熱所述氧化性酸性溶液揮發(fā)，使揮發(fā)后的氣態(tài)氧化性酸性溶液與所述碳納米管初級膜的碳納米管產(chǎn)生反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)室為一密閉反應(yīng)室，加熱反應(yīng)室至氧化性酸性溶液揮發(fā)后，停止加熱，保溫3小時至8小時。
3.如權(quán)利要求2所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)室為一反應(yīng)釜。
4.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述至少一碳納米管初級膜通過一支撐結(jié)構(gòu)懸空設(shè)置于反應(yīng)室中。
5.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述至少一碳納米管初級膜設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)壁上。
6.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述氧化性酸性溶液設(shè)置于一容器中，該容器設(shè)置于所述反應(yīng)室中，所述容器包括一開口。
7.如權(quán)利要求6所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管初級膜懸空設(shè)置于該容器的開口，并被容器的側(cè)壁支撐。
8.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述氧化性酸性溶液直接設(shè)置于反應(yīng)室中。
9.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步包括一清洗該親水性碳納米管膜的步驟，該步驟包括以下過程首先，提供一基底；其次，將該親水性碳納米管膜鋪設(shè)于基底表面；再次，采用一溶劑以緩慢的流速沖洗該親水性碳納米管膜。
10.如權(quán)利要求9所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步包括一將該親水性碳納米管膜反轉(zhuǎn)后，再次采用溶劑以緩慢的流速沖洗該親水性碳納米管膜的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步包括一清洗該親水性碳納米管膜的步驟，該步驟包括以下過程首先，提供一框架；其次，將該親水性碳納米管膜鋪設(shè)于框架表面；再次，重復(fù)將該親水性碳納米管結(jié)構(gòu)和框架垂直放入水中， 再將碳納米管結(jié)構(gòu)和框架垂直從水中取出。
12.如權(quán)利要求1所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述至少一碳納米管初級膜包括多個碳納米管初級膜，所述多個碳納米管初級膜層疊設(shè)置。
13.如權(quán)利要求12所述的親水性碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述多個碳納米管初級膜通過多個支撐結(jié)構(gòu)懸空設(shè)置于反應(yīng)室的不同位置。
14.一種親水性碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供至少一自支撐的碳納米管初級膜；提供一氣態(tài)氧化性酸性物質(zhì)；采用氣態(tài)氧化性酸性溶液處理所述碳納米管初級膜并與所述碳納米管初級膜中的碳納米管產(chǎn)生反應(yīng)，在碳納米管表面形成親水性官能團(tuán)，從而得到親水性碳納米管膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種親水性碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供預(yù)定量的氧化性酸性溶液，將該氧化性酸性溶液放置于一反應(yīng)室中；提供至少一碳納米管初級膜；將該碳納米管初級膜設(shè)置于所述反應(yīng)室中，并所述碳納米管初級膜與所述氧化性酸性溶液間隔設(shè)置；以及加熱所述氧化性酸性溶液揮發(fā)，使揮發(fā)后的氣態(tài)氧化性酸性物質(zhì)與所述碳納米管初級膜的碳納米管產(chǎn)生反應(yīng)。
文檔編號C01B31/02GK102452646SQ201010520058
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者范立, 趙文美, 陶志敏 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司