專利名稱：利用單寧酸制作穩(wěn)定的納米碳管懸浮液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用單寧酸制作穩(wěn)定的納米碳管懸浮液的方法。
背景技術(shù)：
納米科技迅速發(fā)展，必將對全球社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生廣泛的影響。目前，納米材料產(chǎn)業(yè)化在全國甚至全球范圍內(nèi)方興未艾。納米碳管是一類具有獨(dú)特物理化學(xué)屬性的納米材料，其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用已引起了各國科學(xué)家與企業(yè)家的普遍關(guān)注。但由于納米碳管的長度相對管徑很大，加上范德華力作用，碳管間容易纏繞與凝聚在一起，很難形成均勻穩(wěn)定的懸浮液，這是限制納米碳管廣泛應(yīng)用的一個主要問題。
目前，大都采用Triton X-100等表面活性劑作為分散劑來制作納米碳管的懸浮液。但所需表面活性劑的量較大，一般要達(dá)到1％濃度，成本較大，有些有毒，容易產(chǎn)生污染。一種簡單有效的分散劑與分散方法將促進(jìn)納米碳管的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
單寧酸又稱單寧或丹寧是一類復(fù)雜的化合物，無毒且易溶于水，存在于許多植物(如石榴、咖啡、茶葉、柿子等)中，不同來源的單寧酸的結(jié)構(gòu)有差異，但都具有多酚羥基結(jié)構(gòu)，具有親水、親油的雙親特性，有一定的表面活性，已被用于印染、表面處理等行業(yè)中。其親油端可以被納米碳管表面強(qiáng)烈吸附，而其疏水端伸向水溶液，從而可以起到分散與懸浮納米碳管的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用單寧酸制作穩(wěn)定的納米碳管懸浮液的方法。
包括如下步驟1)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為5～500mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入內(nèi)徑≤100nm的納米碳管，配制成納米碳管質(zhì)量濃度為10～1000mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲30～60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明使用的單寧酸是一類天然產(chǎn)物，無毒且易溶于水，存在于許多植物(如石榴、咖啡、茶葉、柿子等)中。
2)單寧酸對納米碳管的懸浮能力強(qiáng)，制成的納米碳管懸浮液穩(wěn)定。比較用100mg/L的單寧酸(購自美國的Alfa Aesar A Johnson Matthey Company)水溶液(pH＝4)配制成的200mg/L的多壁納米碳管(MWCNT，內(nèi)徑60～100nm)混合液與用1％的Triton X-100水溶液制成的200mg/L的MWCNT混合液經(jīng)超聲60分鐘并靜置4晝夜后的懸浮情況，可發(fā)現(xiàn)單寧酸的懸浮能力顯著強(qiáng)于TritonX-100。通過進(jìn)一步測試懸浮液中MWCNT的含量，發(fā)現(xiàn)100mg/L的單寧酸水溶液能穩(wěn)定懸浮75mg/L的MWCNT，其懸浮能力是1％的Triton X-100水溶液的4倍。
3)該方法的使用條件較寬。適用的單寧酸水溶液的pH值范圍較寬，pH值在4～9范圍內(nèi)的單寧酸水溶液對MWCNT均具有較好的懸浮性能；適用的單寧酸水溶液的濃度范圍較寬，5～500mg/L的單寧酸對200mg/L的MWCNT(60～100nm)混合液的穩(wěn)定懸浮濃度均大于50mg/L；適用的MWCNT的管徑范圍較寬，在40ml的單寧酸水溶液(100mg/L)中加入8mg內(nèi)徑為＜10nm、10～20nm、20～40nm、40～60nm、60～100nm等5種管徑的MWCNT，經(jīng)超聲60分鐘靜置24小時后形成的懸浮液中MWCNT的濃度為26～142mg/L，其中濃度最低的是內(nèi)徑為＜10nm的MWCNT，最高的是內(nèi)徑為20～40nm的MWCNT。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為5mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑為60～100nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為200mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
實(shí)施例21)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為100mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑＜10nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為200mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲30分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
實(shí)施例31)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為100mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑為60～100nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為10mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
實(shí)施例41)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為100mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑為60～100nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為500mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
實(shí)施例51)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為500mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑為60～100nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為200mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
權(quán)利要求
1.一種利用單寧酸制作穩(wěn)定的納米碳管懸浮液的方法，其特征在于包括如下步驟1)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為5～500mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入內(nèi)徑≤100nm的納米碳管，配制成納米碳管質(zhì)量濃度為10～1000mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲30～60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用單寧酸制作穩(wěn)定的納米碳管懸浮液的方法。方法的步驟如下1)將單寧酸加入蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為5～500mg/L的水溶液；2)在上述單寧酸水溶液中加入納米碳管(內(nèi)徑≤100nm)配制成納米碳管質(zhì)量濃度為10～1000mg/L的混合液；3)將裝有上述混合液的容器放在超聲清洗器內(nèi)超聲30～60分鐘；4)將超聲處理后的混合液靜置24小時以上，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到另一個容器中，即成穩(wěn)定的納米碳管懸浮液。本發(fā)明使用的分散劑——單寧酸是一類無毒且易溶于水的天然產(chǎn)物，其對納米碳管的懸浮能力強(qiáng)，制成的納米碳管懸浮液穩(wěn)定，方法的使用條件較寬，可以在納米材料領(lǐng)域推廣使用。
文檔編號B82B3/00GK101049925SQ20071006768
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者林道輝 申請人:浙江大學(xué)