碳纳米管的处理方法及碳纳米管与流程

本发明涉及碳纳米管，特别是涉及一种碳纳米管的处理方法及碳纳米管。

背景技术：

1、碳纳米管是一种由六边形排列的碳原子构成的蜂窝壁结构的空心管，具有密度低、导电性高和机械性能高的特性，是纳米科学领域的代表材料，将其多功能特性转化为实际应用在经济发展中起到重要作用。碳纳米管中的寡壁碳纳米管(包括单壁碳纳米管和双壁碳纳米管)具有优良的导电性能，同时又具有较高的长径比和较佳的柔韧性，其中单壁碳纳米管具有更优异的电学和电子性能，其准一维结构和高比表面积使得碳纳米管表面存在更为有效的相互作用，结合了金属或半导体特性，引起了高端数码类电池、新能源汽车动力电池以及塑料制品等市场的极大关注。

2、碳纳米管的许多应用高度依赖于碳纳米管可被接触到的表面积，因此解开碳纳米管束，提高碳纳米管的比表面积是拓宽其应用的重要手段之一。由于碳纳米管之间存在范德华力，多根碳纳米管容易相互团聚成碳纳米管管束，形成无法进入的“死角”，从而减小了碳纳米管可被接触到的表面积。为了使得碳纳米管能够发挥最大的性能优势，需要将碳纳米管由团聚形态进行解离后再使用。目前打开碳纳米管管束的处理方法有蚀刻、退火和铣削。然而，目前这些处理方法打开碳纳米管管束的效果不理想，对碳纳米管的比表面积提升不佳且可能破坏碳纳米管的表面结构。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种碳纳米管的处理方法及碳纳米管。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种碳纳米管的处理方法，所述方法包括：

3、在惰性气氛下，对初始碳纳米管进行微波处理；所述微波处理包括：

4、利用微波将所述初始碳纳米管加热至预设温度；

5、在所述预设温度下，对所述初始碳纳米管进行预设时间的微波冲击处理；

6、其中，所述预设温度为600℃-1500℃。

7、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述预设时间小于或者等于60min。

8、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述预设时间为10min-30min。

9、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述预设温度为800℃-1000℃。

10、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述利用微波将所述初始碳纳米管加热至预设温度的过程中，升温速率为200℃/min-320℃/min。

11、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述惰性气氛为氩气或者氮气。

12、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述惰性气氛为氩气。

13、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述初始碳纳米管为寡壁碳纳米管，所述初始碳纳米管的比表面积小于840m2/g；所述初始碳纳米管中管束直径小于或者等于10nm的初始碳纳米管的占比小于20％。

14、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，在所述对所述初始碳纳米管进行预设时间的微波冲击处理后，得到的碳纳米管的比表面积大于或者等于930m2/g；所述得到的碳纳米管中管束直径小于或者等于10nm的碳纳米管的占比大于或者等于40％。

15、第二方面，本申请实施例提供了一种碳纳米管，所述碳纳米管采用如前述第一方面中任一所述的碳纳米管的处理方法中的步骤制备得到。

16、本申请实施例所提供的碳纳米管的处理方法及碳纳米管，通过在惰性气氛下，对初始碳纳米管进行微波处理；所述微波处理包括：利用微波将所述初始碳纳米管加热至预设温度；在所述预设温度下，对所述初始碳纳米管进行预设时间的微波冲击处理；其中，所述预设温度为600℃-1500℃。如此，在惰性气氛的保护下，通过在600℃-1500℃的温度下对初始碳纳米管进行微波处理，使得初始碳纳米管外层电子处于激发状态，利用碳纳米管之间的静电相互作用力，使得碳纳米管由团聚形态逐渐解离，形成更多更细的碳纳米管束，从而有效提升了碳纳米管的比表面积，同时保障了碳纳米管的表面结构不被破坏。此外，本申请实施例提供的碳纳米管的处理方法操作简单、成本较低且适用性广。

17、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述预设时间小于或者等于60min。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述预设时间为10min-30min。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述预设温度为800℃-1000℃。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述利用微波将所述初始碳纳米管加热至预设温度的过程中，升温速率为200℃/min-320℃/min。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气或者氮气。

7.根据权利要求6所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气。

8.根据权利要求1至7任一项所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，所述初始碳纳米管为寡壁碳纳米管，所述初始碳纳米管的比表面积小于840m2/g；所述初始碳纳米管中管束直径小于或者等于10nm的初始碳纳米管的占比小于20％。

9.根据权利要求8所述的碳纳米管的处理方法，其特征在于，在所述对所述初始碳纳米管进行预设时间的微波冲击处理后，得到的碳纳米管的比表面积大于或者等于930m2/g；所述得到的碳纳米管中管束直径小于或者等于10nm的碳纳米管的占比大于或者等于40％。

10.一种碳纳米管，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的碳纳米管的处理方法制得。

技术总结本申请实施例涉及一种碳纳米管的处理方法及碳纳米管。碳纳米管的处理方法包括：在惰性气氛下，对初始碳纳米管进行微波处理；微波处理包括：利用微波将初始碳纳米管加热至预设温度；在预设温度下，对初始碳纳米管进行预设时间的微波冲击处理；其中，预设温度为600℃‑1500℃。如此，可有效提升碳纳米管的比表面积，同时保障碳纳米管的表面结构不被破坏。技术研发人员：陈芋睿,施天乐,叶宏昌,于春辉,徐壮,惠佳宁,薛家路,邵娟娟,史引焕受保护的技术使用者：江苏天奈科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29