专利名称：石墨炔纳米管及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种石墨炔纳米管及其制备方法，属于纳米材料及其制备领域。
背景技术：
碳材料具有优异的物理和化学性质。富勒烯(W. Kratschmer, D. R. Huffman. Nature，1990，347，354-358.)、碳纳米管(S. Iijima，Nature，1991，354，56-58.)、石墨 烯(K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov. Science，2004，306，666-669.)的发现使我们对碳材料有了更深刻的了解。碳纳米管于1991年发现后以其优良的导电性、场发射性能被广泛应用于电子领域。石墨炔的成功制备(G. X. Li, Y. L. Li, H. B. Liu, Y. B. Guo, Y. J. Li, D. B. Zhu. Chem. Commun.，2010，46，3256-3258.)，使得碳材料“家族”又诞生了一个新的成员。石墨炔特殊的电子结构使其在超导、电子、能源以及光电等领域具有潜在、重要的应用前景。其一维纳米结构也必将在电子、半导体、材料领域具有重要的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨炔纳米管及其制备方法。本发明提供的石墨炔纳米管的制备方法，包括如下步骤在铜的催化作用下，六炔基苯在模板上进行偶联反应，在所述模板上得到所述石墨炔纳米管。上述的制备方法中，所述偶联反应的溶剂可为吡啶。上述的制备方法中，所述模板可为氧化铝模板。上述的制备方法中，所述偶联反应的温度可为50°C _80°C，具体可为50°C、60°C或 80 "C。上述的制备方法中，所述偶联反应的时间可为2天-8天，具体可为3天-6天、3 天、6天或8天。上述的制备方法中，所述六炔基苯与铜的质量份数比可为1 07-51)，具体可为 1 49 或 1 51。上述的制备方法中，所述偶联反应在惰性气氛下进行，如氮气或氩气。上述的制备方法中，所述方法还包括在模板上得到所述石墨炔纳米管后对所述模板进行洗涤的步骤；所述洗涤的溶剂可为丙酮和N，N- 二甲基甲酰胺中至少一种。上述的制备方法中，所述六炔基苯可以按照包括以下步骤的方法制备式(I)所示化合物与四丁基氟化铵进行反应得到六炔基苯，所述反应可在氮气保护下，在四氢呋喃中进行，式(I)所示化合物与四丁基氟化铵的摩尔比可为(0.1-0.2) 1，具体可为 0.17 1 ；反应温度可为5°C _15°C，具体可为8°C;反应时间可为10分钟-30分钟，具体可为10分钟，
权利要求
1.一种石墨炔纳米管的制备方法，包括如下步骤在铜的催化作用下，六炔基苯在模板上进行偶联反应，在所述模板上得到所述石墨炔纳米管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述偶联反应的溶剂为吡啶。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述模板为氧化铝模板。
4.根据权利要求1-3中任一所述的制备方法，其特征在于所述偶联反应的温度为 500C -80"C。
5.根据权利要求1-4中任一所述的制备方法，其特征在于所述偶联反应的时间为2 天-8天。
6.根据权利要求1-5中任一所述的制备方法，其特征在于所述六炔基苯与铜的质量份数比为1 07-51)。
7.根据权利要求1-6中任一所述的制备方法，其特征在于所述偶联反应在惰性气氛下进行。
8.根据权利要求1-7中任一所述的制备方法，其特征在于所述方法还包括在模板上得到所述石墨炔纳米管后对所述模板进行洗涤的步骤；所述洗涤的溶剂为丙酮和N，N-二甲基甲酰胺中至少一种。
9.根据权利要求1-8中任一所述的制备方法，其特征在于所述六炔基苯是按照包括
10.权利要求1-9中任一所述方法制备的石墨炔纳米管。
全文摘要
本发明公开了一种石墨炔纳米管及其制备方法。该制备方法包括如下步骤六炔基苯在铜的催化作用下进行偶联反应，在模板上得到所述石墨炔纳米管。本发明提供的制备石墨炔纳米管的方法，工艺简便，能够在模板内制备大量石墨炔纳米管，填充率极高。所制备的纳米管具有优良的场发射性质，开启电场为4.20V/μm，阈值电场为8.83V/μm，功函数为4.29eV。在催化、电子、半导体、能源和材料等领域的具有潜在的应用前景。
文档编号B82Y40/00GK102205959SQ20111007513
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者刘辉彪, 李勇军, 李国兴, 李玉良 申请人:中国科学院化学研究所