CN103204491B - 一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法 - Google Patents
一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150：7-20：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2）将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-20：1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；3）在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物；本发明的制备条件温和，方法简单，可操作性强，重复性较好，成本较低，而且具有一定的普适性；尺寸可控的碳纳米棒可以为纳米颗粒的负载提供合适的载体，因而具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种以钛酸盐纳米管为骨架，从而制备尺寸可控的碳纳米棒的方法，属于纳米技术领域。
背景技术
碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于自然界中。它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为唯一构成元素的碳素材料类型包括：碳纳米管，碳纤维，碳球。碳纳米管与碳球具有独特的结构和潜在的优良性能，这就决定了它们在物理、化学、材料科学等领域都有很大的发展前景。碳纳米棒作为一种尺寸较短的碳纳米纤维，虽然在应用领域不及碳纳米管与碳球那么广泛，但由于它不需要昂贵的设备、工艺简单、成本低，作为催化剂载体具有发展前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种选用自制的、直径为4—10nm的钛酸盐纳米管为骨架，通过水热时间的不同进行包碳的碳纳米棒制备方法，从而得到一种以钛酸盐纳米管为骨架的尺寸可控的碳纳米棒。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150：7-20：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-20：1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。
本发明优选的技术方案是：它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120：10：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为6—8nm的钛酸盐纳米管以质量比15：5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在170℃温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70℃下干燥10小时，研磨后即得目标产物。
本发明的制备条件温和，方法简单，可操作性强，重复性较好，成本较低，而且具有一定的普适性；尺寸可控的碳纳米棒可以为纳米颗粒的负载提供合适的载体，因而具有较好的应用前景。
附图说明
图1为水热5个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；
图2为水热7个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；
图3为水热9个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150：7-20：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-20：1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。
以下实施例仅仅是本发明几个具体的实施例，在上述公开技术方案的基础上，本领域的技术人员可以通过简单的数值替换，能够方便地获得可实施的无数个实施例。
实施例1：本发明优选的技术方案是：它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120：10：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为6—8nm的钛酸盐纳米管以质量比15：5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在170℃温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70℃下干燥10小时，研磨后即得目标产物。
实施例2：本发明优选的技术方案是：它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100：15：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该混合物与自制的管径为5nm的钛酸盐纳米管以质量比15：3的比例加入到40ml超纯水中，超声5分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在180℃温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心5分钟，无水乙醇清洗3次，在80℃下干燥8小时，研磨后即得目标产物。
实施例3，本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100：7：1的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为4nm的钛酸盐纳米管以质量比10：1的比例加入到40ml超纯水中，超声5分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在160℃温度下反应5小时后，自然冷却6小时；之后将反应物离心5分钟，无水乙醇清洗2次，在60℃下干燥8小时，研磨后即得目标产物。
实施例4，本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为150：20：5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为10nm的钛酸盐纳米管以质量比20：10的比例加入到60ml超纯水中，超声15分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在180℃温度下反应9小时后，自然冷却10小时；之后将反应物离心10分钟，无水乙醇清洗4次，在80℃下干燥12小时，研磨后即得目标产物。
图1—3所示的是分别为水热5，7，9个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；可见碳纳米棒的直径是不断增加的，具有尺寸可控性。
Claims (2)
1.一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150：7-20：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-20：1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。
2.根据权利要求1所述的以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，其特征在于它包括如下几个步骤：
1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120：10：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；
2）将该粉末混合物与自制的管径为6—8nm的钛酸盐纳米管以质量比15：5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应；
3）在170℃温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70℃下干燥10小时，研磨后即得目标产物。
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