专利名称：一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以钛酸盐纳米管为骨架，从而制备尺寸可控的碳纳米棒的方法，属于纳米技术领域。
背景技术：
碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于自然界中。它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为唯一构成元素的碳素材料类型包括:碳纳米管，碳纤维，碳球。碳纳米管与碳球具有独特的结构和潜在的优良性能，这就决定了它们在物理、化学、材料科学等领域都有很大的发展前景。碳纳米棒作为一种尺寸较短的碳纳米纤维，虽然在应用领域不及碳纳米管与碳球那么广泛，但由于它不需要昂贵的设备、工艺简单、成本低，作为催化剂载体具有发展前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种选用自制的、直径为4一IOnm的钛酸盐纳米管为骨架，通过水热时间的不同进行包碳的碳纳米棒制备方法，从而得到一种以钛酸盐纳米管为骨架的尺寸可控的碳纳米棒。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150:7_20:1_5的比例充分混合均匀后，形成 粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为4一IOnm的钛酸盐纳米管以质量比10_20:1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5_15分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在160_180°C温度下反应5—9小时后，自然冷却6_10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8_12小时，研磨后即得目标产物。本发明优选的技术方案是:它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120:10:3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为6 — 8nm的钛酸盐纳米管以质量比15:5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在170°C温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小时，研磨后即得目标产物。本发明的制备条件温和，方法简单，可操作性强，重复性较好，成本较低，而且具有一定的普适性；尺寸可控的碳纳米棒可以为纳米颗粒的负载提供合适的载体，因而具有较好的应用前景。
图1为水热5个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；图2为水热7个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；图3为水热9个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜具体实施例方式下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍:本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150:7_20:1_5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为4一IOnm的钛酸盐纳米管以质量比10-20:1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5_15分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在160_180°C温度下反应5—9小时后，自然冷却6_10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8_12小时，研磨后即得目标产物。以下实施例仅仅是本发明几个具体的实施例，在上述公开技术方案的基础上，本领域的技术人员可以通过简单的数值替换，能够方便地获得可实施的无数个实施例。实施例1:本发明优选的技术方案是:它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨 酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120:10:3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为6 — 8nm的钛酸盐纳米管以质量比15:5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在170°C温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小时，研磨后即得目标产物。实施例2:本发明优选的技术方案是:它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100:15:3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该混合物与自制的管径为5nm的钛酸盐纳米管以质量比15:3的比例加入到40ml超纯水中，超声5分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在180°C温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心5分钟，无水乙醇清洗3次，在80°C下干燥8小时，研磨后即得目标产物。实施例3，本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100:7:1的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为4nm的钛酸盐纳米管以质量比10:1的比例加入到40ml超纯水中，超声5分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在160°C温度下反应5小时后，自然冷却6小时；之后将反应物离心5分钟，无水乙醇清洗2次，在60°C下干燥8小时，研磨后即得目标产物。实施例4，本发明所述碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤:I)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为150:20:5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为IOnm的钛酸盐纳米管以质量比20:10的比例加入到60ml超纯水中，超声15分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在180°C温度下反应9小时后，自然冷却10小时；之后将反应物离心10分钟，无水乙醇清洗4次，在80°C下干燥12小时，研磨后即得目标产物。图1一3所示的是分别为水热5，7，9个小时得到以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的透射电镜图；可见碳 纳米棒的直径是不断增加的，具有尺寸可控性。
权利要求
1.一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤: 1)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150:7-20:1_5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物； 2)将该粉末混合物与自制的管径为4一IOnm的钛酸盐纳米管以质量比10-20:1_10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应； 3)在160-180°C温度下反应5—9小时后，自然冷却6_10小时；之后将反应物离心5_10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80°C下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。
2.根据权利要求1所述的以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，其特征在于它包括如下几个步骤: 1)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为120:10:3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物； 2)将该粉末混合物与自制的管径为6— Snm的钛酸盐纳米管以质量比15:5的比例加入到50ml超纯水中，超声10分钟，并放入水热反应釜中反应； 3)在170°C温度下反应7小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心8分钟，无水乙醇清洗3次，在70°C下干燥10小时，研磨后即得目标产物。
全文摘要
一种以钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒的制备方法，它包括如下几个步骤1)将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-1507-201-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；2)将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-201-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；3)在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物；本发明的制备条件温和，方法简单，可操作性强，重复性较好，成本较低，而且具有一定的普适性；尺寸可控的碳纳米棒可以为纳米颗粒的负载提供合适的载体，因而具有较好的应用前景。
文档编号B82Y40/00GK103204491SQ20131013089
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者王晟, 王騊, 徐友峰 申请人:浙江理工大学