041] 确定可见光照射波长的方法：主要针对纤维状、粉末状和颗粒状热烙性基材，原因 是纤维状、粉末状和颗粒状热烙性基材，与碳纳米材料充分混合接触后，置于可见光照下， 大量下层碳纳米材料被热烙性基材所遮挡，此时需要考虑热烙性基材透光性问题，可先采 用光谱测试热烙性基材的透光性，选择较大透光性的波长，在此基础之上再综合考虑能够 使碳纳米材料与热烙性基体进行有效复合的波长，最终确定可见光照射波长。
[0042] 光照的时间确定方法；固定光照波长、强度和光照环境，执行A.B.C.D.步骤，在步 骤B中，将充分接触的碳纳米材料和热烙性基材置于可见光照下，分别照射不同时间，并检 测相应步骤D所述清洗的过程中碳纳米材料的流失量，当流失量小于20%，此时的照射时 间及为确定的光照的时间。
[0043] W下结合附图与实施例对本发明所述碳纳米复合材料及其制备方法和应用作进 一步对说明。
[0044] 实施例1
[0045] 配制碳纳米纤维水分散液，将玻璃纤维布充分浸溃碳纳米纤维水分散液，然后进 行烘干，使得碳纳米纤维和玻璃纤维布充分接触；将充分接触的碳纳米纤维和玻璃纤维布 置于可见光下（主波长为632. 8nm)，照射5s，照射环境处于氮气保护下；停止光照，自然降 温，即获得碳纳米纤维-玻璃纤维布预制体；最后将碳纳米纤维-玻璃纤维布预制体在清水 中测洗，即制得碳纳米纤维-玻璃纤维布，可用于过滤领域，如水净化装置的滤膜。
[0046] 实施例2
[0047] 将碳纳米管粉在空气作用下，喷射到丙绝无纺布上，使得碳纳米管与丙绝纤维充 分接触；将充分接触的碳纳米管和丙绝无纺布置于可见光下（主波长为457. 9nm)，照射 0. 5s;停止光照，自然降温，即获得碳纳米管-丙绝复合无纺布预制体；最后利用空气流冲 洗碳纳米管-丙绝复合无纺布预制体，即制得碳纳米管-丙绝复合无纺布（扫描电子显微 镜照片见图2)，可用于空气过滤领域，如用作空气净化器的滤膜或口罩等。
[0048] 实施例3
[0049] 配制碳纳米角二甲基甲酯胺值M巧分散液，在聚碳酸醋板均匀倾倒一层碳纳米角 DMF分散液，然后进行烘干，使得碳纳米角和聚碳酸醋板充分接触；将充分接触的碳纳米角 和聚碳酸醋板置于可见光下（主波长为457. 9nm)，照射Is,照射环境处于氮气保护下；停止 光照，自然降温，即获得碳纳米角-聚碳酸醋预制体；最后将碳纳米角-聚碳酸醋预制体在 清水中测洗，即制得碳纳米角-聚碳酸醋复合板，可用来制作高性能阻燃材料，如用来制作 大型机房内墙。
[0050] 实施例4
[0051] 将碳纳米管干粉与玻璃粉充分揽拌混合，使得碳纳米管与玻璃粉充分接触；将充 分接触的碳纳米管和玻璃粉置于可见光下（波长为632. 8nm)，照射5s，照射环境处于氣气 保护下；停止光照，自然降温，即获得碳纳米管-玻璃预制体；将碳纳米管-玻璃预制体放 在筛网上用水冲洗，惊干，即获得碳纳米管-玻璃复合粉，可用于复合增强材料，如用来制 作耐磨涂料。
[0化2] 实施例5
[0化3] 将碳纳米管和碳纳米纤维混合粉在空气作用下，喷射到玻璃纤维无纺布上，使得 碳纳米管、碳纳米纤维与玻璃纤维充分接触；将充分接触的碳纳米管、碳纳米纤维和玻璃纤 维无纺布置于可见光下（波长为632. 8nm)，照射5s，照射环境处于氣气保护下；停止光照， 自然降温，即获得碳纳米管、碳纳米纤维-玻璃纤维复合无纺布预制体；最后利用空气流冲 洗碳纳米管、碳纳米纤维-玻璃纤维复合无纺布预制体，即制得碳纳米管、碳纳米纤维-玻 璃纤维复合无纺布，可用于空气过滤领域，如洁净室空气过滤设备中的滤膜。
[0054]实施例6
[0化5]将碳纳米管和碳纳米纤维混合粉在空气作用下，喷射到漆绝纤维无纺布上，使得 碳纳米管、碳纳米纤维与漆绝纤维充分接触；将充分接触的碳纳米管、碳纳米纤维和漆绝纤 维无纺布置于可见光下（主波长为590. 6nm)，照射Is;停止光照，自然降温，即获得碳纳 米管、碳纳米纤维-漆绝纤维复合无纺布预制体；最后利用空气流冲洗碳纳米管、碳纳米纤 维-漆绝纤维复合无纺布预制体，即制得碳纳米管、碳纳米纤维-漆绝纤维复合无纺布，可 用于空气过滤领域，如家用空气净化器的滤膜。
[0056]W实施例2所述碳纳米管-丙绝复合无纺布的制备为例，选用可见、红外、微波有 代表性的波长，进行比较实验。采用的热烙性基材均为丙绝无纺布。将碳纳米管粉在空气作 用下，喷射到丙绝无纺布上，使得碳纳米管与丙绝纤维充分接触；将充分接触的碳纳米管和 丙绝无纺布分别置于可见光（主波长为457. 9nm)、红外光（主波长为1064nm)和微波（频 率为12GHz)下，功率均为300W，距离均为8. 5cm，分别照射0. 2s，0. 5s，3s，5s;停止光照，自 然降温，即获得碳纳米管-丙绝复合无纺布预制体，并称量总重量ml;最后利用空气流冲洗 碳纳米管-丙绝复合无纺布预制体，再次称量重量m2 ;即制得碳纳米管-丙绝复合无纺布。 [0化7] 计算失重率=ml-m2;将碳纳米管-丙绝复合无纺布置于滤料测试台上，测量空气 过滤阻力（风速5. 33cm/s，高于400化说明结构发生过大损坏，不再适用于空气过滤）。结 果如表1所不：
[0化8] 表1[0059]
【主权项】
1. 一种碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米复合材料包括碳纳米材 料和热熔性基材，该方法包括如下步骤： A. 碳纳米材料与热熔性基材充分接触； B. 将充分接触的碳纳米材料和热熔性基材置于光照下； C. 停止光照，降温，获得碳纳米复合材料预制体； D. 将碳纳米复合材料预制体进行清洗，去除未结合的碳纳米材料， 重复或不重复步骤A、B、C、D，即得所述碳纳米复合材料， 其中，所述光照为可见光。
2. 根据权利要求1所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述光照的波长 为 450_640nm。
3. 根据权利要求1所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述光照的时间 为 0?2-5s。
4. 根据权利要求1所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述热熔性基材 的形状为纤维状、粉末状、颗粒状、柔性片状、刚性片状或者块体状。
5. 根据权利要求1所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述热恪性基材 的材质为丙纶、尼龙、涤纶、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃。
6. 根据权利要求1所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米材料 为碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、碳纳米角、足球烯中的一种或者多种混合。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳 纳米材料与热熔性基材充分接触，至少采用如下的一种方式进行： (1) 制备碳纳米材料分散液，将热熔性基材充分浸润碳纳米材料分散液后，干燥；或， (2) 将碳纳米材料采用气流喷射的方式，喷涂于热熔性基材上；或， (3) 将碳纳米材料与热熔性基材进行干式搅拌混合。
8. 根据权利要求7所述的碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米材料 分散液采用的分散介质与所述热熔性基材接触角小于90°。
9. 权利要求1-8任一项所述碳纳米复合材料的制备方法制备得到的碳纳米复合材料。
10. 权利要求9所述的碳纳米复合材料在制备电极、催化载体、复合增强材料、吸波材 料、电磁屏蔽材料、阻燃材料、微电子材料或过滤材料中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种碳纳米复合材料及其制备方法和应用，所述碳纳米复合材料包括碳纳米材料和热熔性基材，制备方法包括如下步骤：A.碳纳米材料与热熔性基材充分接触；B.将充分接触的碳纳米材料和热熔性基材置于光照下；C.停止光照，降温，获得碳纳米复合材料预制体；D.将碳纳米复合材料预制体进行清洗，去除未结合的碳纳米材料，即得所述碳纳米复合材料，其中，所述光照为可见光。本发明通过可见光照射引发碳纳米材料的光热效应，无需预先制作碳纳米材料结构，即可将碳纳米材料与热熔性基材进行复合，方法简便，且不受热熔性基材形状结构限制，与纤维状、粉末状、颗粒状、柔性片状或其它较精细的基体均能实现有效复合。
【IPC分类】C03C12-00, C08L69-00, C09D7-12, D06M10-06, C08J7-12
【公开号】CN104727134
【申请号】CN201510160808
【发明人】肖辉, 刘铸
【申请人】昆明纳太能源科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月7日
【公告号】CN104047157A