一种碳掺杂的石墨相氮化碳纳米管及其制备方法与流程

文档序号:12389670阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种碳掺杂的石墨相氮化碳纳米管,其特征在于,所述碳掺杂的石墨相氮化碳形貌为空心的纳米管,纳米管是由纳米片卷曲而成,管壁厚为10nm-15nm,纳米管长度小于1 μm,直径尺寸为95-200 nm。

2.一种如权利要求1所述的碳掺杂的石墨相氮化碳纳米管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)在反应釜中将三聚氰胺分散于氨基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中,高温水热反应后,离心分离干燥得到固体粉末;

(2)将正硅酸乙酯中加入(3-巯基丙基)三甲基氧硅烷,搅拌,得到均匀溶液A;

(3)将乙醇、水混合并搅拌,得到溶液B;

(4)将溶液A加入溶液B中,搅拌一定时间后,离心分离得到沉淀;

(5)将步骤(4)得到的沉淀再次分散于水中,随后加入步骤(1)得到的固体粉末,搅拌均匀后,经离心、洗涤后干燥,得到白色固体粉末,将白色固体粉末置于石英舟中在惰性气体保护下煅烧,得到产物;

(6)用高浓度的HF溶液刻蚀煅烧后得到的产物,经离心洗涤、干燥,得到碳掺杂的氮化碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述三聚氰胺在氨基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中的浓度为0.015~0.019g/mL;所述氨基丙基三甲氧基硅烷和乙醇的体积比为0.1×10-4~2.5×10-4

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述水热反应为在温度200-220℃条件下反应24h。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述正硅酸乙酯与(3-巯基丙基)三甲基氧硅烷的体积比为100~250:1,所述搅拌时间为2h。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述乙醇与水的比例为10: 1~2,所述搅拌的时间为30min。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述溶液A与溶液B的体积比为1:108~118,优化的比为1:113~115,所述搅拌的时间为6-8h。

8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述步骤(1)得到的固体粉末同正硅酸乙酯的质量比为1.2~3.3,所述搅拌的时间为24h。

9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述煅烧为在氮气的保护下,升温至560°C-600°C后反应2小时。

10. 根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(6)中,所述氢氟酸溶液的质量分数为20 % ~40 %,刻蚀时间为24-48h。

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