CN106744818A - 一种微波制备碳纳米管的方法 - Google Patents

一种微波制备碳纳米管的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106744818A
CN106744818A CN201710126431.6A CN201710126431A CN106744818A CN 106744818 A CN106744818 A CN 106744818A CN 201710126431 A CN201710126431 A CN 201710126431A CN 106744818 A CN106744818 A CN 106744818A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave
cnt
heating
ferrocene
prepares cnt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710126431.6A
Other languages
English (en)
Inventor
潘钢华
展咪咪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201710126431.6A priority Critical patent/CN106744818A/zh
Publication of CN106744818A publication Critical patent/CN106744818A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微波制备碳纳米管的方法，属于材料制备领域。本发明采用微波加热金属材料和二茂铁的混合物的方法制备碳纳米管：将导电金属材料和二茂铁在混合器中混合均匀，之后将两者的混合物直接进行微波加热，导电金属材料吸收微波迅速升温，体系温度升高，二茂铁分解成铁纳米粒子和环戊二烯基，铁纳米粒子催化环戊二烯基生成碳纳米管。该方法制备碳纳米管简单易行，成本低廉，可大规模生产，制得的碳纳米管可用于增强材料、吸波材料、磁屏蔽材料和增强热传导材料等。

Description

一种微波制备碳纳米管的方法
技术领域
本发明涉及一种微波制备碳纳米管的方法，属于材料制备领域。
背景技术
碳纳米材料，比如碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维(CNFs)、石墨烯等由于其非常显著的独特的性质，比如超高的拉伸强度、弹性模量、导电性能、热传导性能等引起了科学家们的巨大的关注，这些材料被誉为下个时代最具有潜力的材料。其中CNTs是由单层或多层石墨烯围绕同一中心按照一定的角度卷曲，两端由五元环和七元环形成的半球形大富勒烯封住形成的。碳纳米管是碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形网络平面结构围成的圆柱面。这种弯曲的圆筒状结构会产生量子限域和σ-π再杂化，再加上sp2杂化产生的π电子离域结构赋予了CNTs优异的光学、电学、磁学性质。不仅如此，CNTs的轴向结构还赋予了CNTs优异的轴向模量和强度，是用来增强复合材料力学性能的理想材料。
目前为止，合成CNTs的方法主要有化学沉积法、电弧法、激光烧蚀法、气相催化生长法等。这些合成方法需要严苛的实验条件，比如惰性气体保护，高温高压等，大大提高了合成过程的中的危险性。同时也提高了仪器的成本。本发明提供了一种家用微波炉合成的CNTs的方法，操作简单方便，并且在普通大气氛围下即可合成CNTs。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种微波炉制备碳纳米管的方法，将导电金属材料和二茂铁在混合器中混合均匀，之后将两者的混合物直接进行微波加热，导电金属材料吸收微波迅速升温，体系温度升高，二茂铁分解成铁纳米粒子和环戊二烯基，铁纳米粒子催化环戊二烯基生成碳纳米管。该方法制备碳纳米管简单易行，成本低廉，可大规模生产。
技术方案：本发明提供了一种微波制备碳纳米管的方法，该制备方法如下：将导电金属材料和二茂铁混合均匀，之后将两者的混合物微波加热，加热完毕得到碳纳米管。
其中：
所述的导电金属材料为铜材料、钼材料、铁材料、钢材料。
所述的导电金属材料为丝状、块状、球状。
所述的导电金属材料与二茂铁的质量比为1:1-1:100。
所述的将导电金属材料和二茂铁混合均匀的具体步骤如下：将导电金属材料和二茂铁放入坩埚中，在混合器100-3500rpm下混合1-100min。
所述微波加热的微波频率为2.40-2.50GHz，微波功率为800～2000W，加热时间为10-60s。
所述微波加热是指将混合物放入微波炉中进行微波加热。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的微波炉制备碳纳米管的方法不需要严苛的实验条件，简单易行，成本低廉，可大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中所制备的碳纳米管SEM图；
图2为本发明实施例2中所制备的碳纳米管SEM图；
图3为本发明实施例3中所制备的碳纳米管SEM图；
图4为本发明实施例4中所制备的碳纳米管SEM图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
微波加热铜丝和二茂铁混合物制备碳纳米管：
1、混料——将1根铜丝(0.02g)、二茂铁(2g)放入坩埚中，在混合器100rpm下混合100min，得到均匀的混合物；
2、微波——将混合好的铜丝和二茂铁放入微波炉(2.45GHz、800W)中加热，加热时间为20s；
3、成品——微波加热完毕，取样，即可得到目标产物。
制得的碳纳米管的SEM图如图1所示。
实施例2
微波加热钼丝和二茂铁混合物制备碳纳米管：
1、混料——将3根钼丝(0.4g)、二茂铁(4g)放入坩埚中，在混合器2500rpm下混合50min，得到均匀的混合物；
2、微波——将混合好的铜丝和二茂铁放入微波炉(2.45GHz、1000W)中加热，加热时间为40s；
3、成品——微波加热完毕，取样，即可得到目标产物。
制得的碳纳米管的SEM图如图2所示。
实施例3
微波加热铁丝和二茂铁混合物制备碳纳米管：
1、混料——将5根铁丝(1g)、二茂铁(1g)放入坩埚中，在混合器3500rpm下混合1min，得到均匀的混合物；
2、微波——将混合好的铁丝和二茂铁放入微波炉(2.4GHz、2000W)中加热，加热时间为10s；
3、成品——微波加热完毕，取样，即可得到目标产物。
制得的碳纳米管的SEM图如图3所示。
实施例4
微波加热钢纤维和二茂铁混合物制备碳纳米管：
1、混料——将5根钢纤维(2g)、二茂铁(2g)放入坩埚中，在混合器1500rpm下混合80min，得到均匀的混合物；
2、微波——将混合好的钢纤维和二茂铁放入微波炉(2.5GHz、1500W)中加热，加热时间为60s℃；
3、成品——微波800W加热完毕，取样，即可得到目标产物。
制得的碳纳米管的SEM图如图4所示。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：该制备方法如下：将导电金属材料和二茂铁混合均匀，之后将两者的混合物微波加热，加热完毕得到碳纳米管。
2.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述的导电金属材料为铜材料、钼材料、铁材料、钢材料。
3.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述的导电金属材料为丝状、块状、球状。
4.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述的导电金属材料与二茂铁的质量比为1:1-1:100。
5.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述的将导电金属材料和二茂铁混合均匀的具体步骤如下：将导电金属材料和二茂铁放入坩埚中，在混合器100-3500rpm下混合1-100min。
6.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述微波加热的微波频率为2.40-2.50GHz，微波功率为800～2000W，加热时间为10-60s。
7.如权利要求1所述的一种微波制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述微波加热是指将混合物放入微波炉中进行微波加热。
CN201710126431.6A 2017-03-03 2017-03-03 一种微波制备碳纳米管的方法 Pending CN106744818A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710126431.6A CN106744818A (zh) 2017-03-03 2017-03-03 一种微波制备碳纳米管的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710126431.6A CN106744818A (zh) 2017-03-03 2017-03-03 一种微波制备碳纳米管的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106744818A true CN106744818A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58961246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710126431.6A Pending CN106744818A (zh) 2017-03-03 2017-03-03 一种微波制备碳纳米管的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106744818A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976867A (zh) * 2017-03-24 2017-07-25 东南大学 一种微波制备碳纳米管的方法
CN108190860A (zh) * 2018-01-31 2018-06-22 南京大学 一种微波制备单壁碳纳米管的方法
CN110627431A (zh) * 2019-09-09 2019-12-31 东南大学 一种超高灵敏度压敏水泥基复合材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101927995A (zh) * 2009-04-30 2010-12-29 中国科学院成都有机化学有限公司 一种制备大内径长度可控碳纳米管的方法
CN103738953A (zh) * 2013-12-23 2014-04-23 大连理工大学 一种碳纳米管-石墨烯复合泡沫的制备方法
CN105439124A (zh) * 2015-12-17 2016-03-30 山西大同大学 一种在膨胀石墨孔隙内生长纳米碳管的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101927995A (zh) * 2009-04-30 2010-12-29 中国科学院成都有机化学有限公司 一种制备大内径长度可控碳纳米管的方法
CN103738953A (zh) * 2013-12-23 2014-04-23 大连理工大学 一种碳纳米管-石墨烯复合泡沫的制备方法
CN105439124A (zh) * 2015-12-17 2016-03-30 山西大同大学 一种在膨胀石墨孔隙内生长纳米碳管的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHEN LIU ET AL.: "Poptube approach for ultrafast carbon nanotube growth", 《CHEMCOMM》 *
张林瑶: "微波场中二茂铁热解制备碳纳米管实验研究", 《中国优秀硕士学文论文全文数据库 工程科技I辑》 *
徐叙瑢等: "《发光学与发光材料》", 31 October 2004 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976867A (zh) * 2017-03-24 2017-07-25 东南大学 一种微波制备碳纳米管的方法
CN108190860A (zh) * 2018-01-31 2018-06-22 南京大学 一种微波制备单壁碳纳米管的方法
CN110627431A (zh) * 2019-09-09 2019-12-31 东南大学 一种超高灵敏度压敏水泥基复合材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Recent advances in microwave initiated synthesis of nanocarbon materials
Guadagno et al. The role of carbon nanofiber defects on the electrical and mechanical properties of CNF-based resins
Singh et al. Enhanced microwave shielding and mechanical properties of multiwall carbon nanotubes anchored carbon fiber felt reinforced epoxy multiscale composites
CN106744818A (zh) 一种微波制备碳纳米管的方法
Xiang et al. Electromagnetic interference shielding effectiveness of multiwalled carbon nanotube reinforced fused silica composites
CN106495130A (zh) 一种碳纳米管的制备方法
Dai et al. Hierarchical carbon fiber reinforced SiC/C aerogels with efficient electromagnetic wave absorption properties
Guo et al. Impregnating epoxy into N-doped-CNTs@ carbon aerogel to prepare high-performance microwave-absorbing composites with extra-low filler content
CN107127335B (zh) 一种核壳型碳包覆铁纳米复合材料的制备方法
CN108864773B (zh) 一种改性螺旋纳米碳纤维及其制备方法与应用、一种橡胶复合材料
Chen et al. Anchoring of SiC whiskers on the hollow carbon microspheres inducing interfacial polarization to promote electromagnetic wave attenuation capability
Im et al. Effect of heat treatment on ZrO2-embedded electrospun carbon fibers used for efficient electromagnetic interference shielding
Qi et al. Enhanced microwave absorption properties and mechanism of core/shell structured magnetic nanoparticles/carbon-based nanohybrids
Ren et al. Microwave absorption properties of cobalt ferrite-modified carbonized bacterial cellulose
CN106976867A (zh) 一种微波制备碳纳米管的方法
Han et al. Heterogeneous stacking strategy towards carbon aerogel for thermal management and electromagnetic interference shielding
Dong et al. A lightweight CNWs-SiO2/3Al2O3· 2SiO2 porous ceramic with excellent microwave absorption and thermal insulation properties
Zhao et al. A sandwich structure graphite block with excellent thermal and mechanical properties reinforced by in-situ grown carbon nanotubes
CN101985352B (zh) 一种酞菁铁聚合物高温固相裂解制备多壁碳纳米管的方法
Zou et al. Constructing hierarchical Ti3SiC2 layer and carbon nanotubes on SiC fibers for enhanced electromagnetic wave absorption
Zhong et al. Tailorable microwave absorption properties of macro-porous core@ shell structured SiC@ Ti3SiC2 via molten salt shielded synthesis (MS3) method in air
CN115196621B (zh) 一种催化剂辅助微波激励金属放电制备石墨烯的方法及装置
Devendra et al. Thermal stability and electromagnetic interference of epoxy-graphene/hybrid composite materials
Rong et al. Carbonized fibers with multi-elemental doping and hollow architecture derived from natural cotton for tunable microwave absorption properties
Qu et al. Lignin‐Derived Lightweight Carbon Aerogels for Tunable Epsilon‐Negative Response

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication