专利名称：一种复合纳米同轴电缆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种同轴纳米电缆复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种由氧化锡、碳纳米管和导电高分子组成的一种复同轴纳米电缆制备方法。
背景技术：
锡原子基态外层的电子结构是5s25p2，它四个价电子与氧形成四价的二氯化锡，属于四方晶系。二氧化锡广泛用于透明导电材料、气敏电极、太阳能储存材料和选择性开环氧化催化剂，尤其是高效锂离子二次电池材料领域。
碳纳米管、氧化锡复合材料的制备技术前人已经做了较多的探索，碳纳米管由于其超高的导电性，将氧化锡与碳纳米管复合后，复合材料的导电性得到了较多程度的提高，该种复合材料在气敏器件，锂电池中都得到了较高的性能。氧化锡作为锂离子电池负极材料时，在锂离子置换反应中，体积发生极大的变化，而二氧化锡本身的宏观机械性能使之不能抵挡住由此而产生的应力，电极容易发生变形与开裂，从而使结构坍塌，性能下降明显。碳纳米管、氧化锡复合材料作为锂离子二次电池负极材料，并不能解决氧化锡在充放电过程中体积变化所带来的弊端，该材料在充放电一定循环后，电化学性能下降明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简洁、快速的合成氧化锡、碳纳米管、导电高分子复同轴纳米电缆的制备方法，所得到的纳米同轴电缆复合材料中，一部分二氧化锡填充在碳纳米管内部，一部分二氧化锡均匀包覆在碳纳米管外部，另外最外面还包裹有一层导电高分子。本发明解决上述技术问题采用的技术方案为一种复合纳米同轴电缆，由氧化锡、碳纳米管及导电高分子组成。进一步，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，其直径在20-100纳米，长度在200nm-2um。进一步,所述的导电高分子是聚批咯、聚苯胺和聚噻吩导电高分子。一种合成氧化锡、碳纳米管、导电高分子纳米同轴电缆复合材料的方法，具体步骤依次为步骤I，将碳纳米管在硝酸中120-160度回流4-6小时，使碳纳米管表面带有一些亲水集团。步骤2，将酸处理后的碳纳米管分散在去离子水中，经超声分散20-40分钟，形成碳纳米管的悬浮液。步骤3，向上述悬浮液中加入少量稀盐酸，调节至pH为2-4左右。步骤4，向上述溶液体系中加入一定量氯化锡，控制反应温度在40-60度，搅拌反应2-4小时。
步骤5，向上述溶液体系中加入少量十二烷基硫酸钠，室温搅拌O. 5-1小时。步骤6，向上述溶液体系中依次加入高分子单体与氧化剂，反应4-6小时，经离心，烘干得到产品。进一步，处理碳纳米管的酸为硝酸，硫酸或硝酸与硫酸的混酸。进一步，反应过程中加入的氧化剂为氯化铁或过硫酸铵。进一步，氧化剂与高分子单体的摩尔比例为2 1-4 I之间。
本发明的有益效果是操作方法简单，能够简洁、快速的合成氧化锡、碳纳米管、导电高分子复同轴纳米电缆的制备方法。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。实施例一将碳纳米管在硝酸中140度回流4小时。将酸处理后的IOmg碳纳米管分散在去离子水中，经超声分散20-40分钟，形成碳纳米管的悬浮液。向上述悬浮液中加入O. 13mL稀盐fe (38% ),向上述溶液体系中加入Ig氣化锡， 一控制反应温度在40度,揽祥反应2小时。向上述溶液体系中加入4mg十二烷基硫酸钠，搅拌30分钟后，依次向上述溶液中加入20. 64uL吡咯单体与O. 048g氧化铁，室温反应4小时，离心，烘干得到氧化锡/碳纳米管/聚吡咯纳米同轴电缆复合材料。实施例二 将碳纳米管在硝酸中140度回流4小时。将酸处理后的IOmg碳纳米管分散在去离子水中，经超声分散20-40分钟，形成碳纳米管的悬浮液。向上述悬浮液中加入O. 13mL稀盐fe (38 % )，向上述溶液体系中加入Ig氣化锡， 一控制反应温度在40度，揽祥反应2小时。向上述溶液体系中加入4mg十二烷基硫酸钠，搅拌30分钟后，依次向上述溶液中加入20. 64uL苯胺单体与O. 048g氧化铁，室温反应4小时，离心，烘干得到氧化锡/碳纳米管/聚苯胺纳米同轴电缆复合材料。实施例三将碳纳米管在硝酸中140度回流4小时。将酸处理后的IOmg碳纳米管分散在去离子水中，经超声分散20-40分钟，形成碳纳米管的悬浮液。向上述悬浮液中加入O. 13mL稀盐fe (38% ),向上述溶液体系中加入Ig氣化锡，~控制反应温度在40度,揽祥反应2小时。向上述溶液体系中加入4mg十二烷基硫酸钠，搅拌30分钟后，依次向上述溶液中加入20. 64uL噻吩单体与O. 048g氧化铁，室温反应4小时，离心，烘干得到氧化锡/碳纳米管/聚噻吩纳米同轴电缆复合材料。
权利要求
1.一种复合纳米同轴电缆，其特征在于此电缆由氧化锡、碳纳米管及导电高分子组成。
2.根据权利要求I所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，其直径在20-100纳米，长度在200nm-2um。
3.根据权利要求I所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于所述的导电高分子是聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩导电高分子。
4.一种复合纳米同轴电缆材料的合成方法，其特征在于，合成方法包括以下步骤将酸处理后的碳纳米管超声分散在水中，加稀盐酸调节至一定PH后加入二氯化锡，在一定温度下搅拌一段时间。然后在室温下依次加入十二烷基硫酸钠，高分子单体，氧化剂，搅拌反应4-6小时，经离心、烘干得到产品。
5.根据权利要求4所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于处理碳纳米管的酸为硝酸，硫酸或硝酸与硫酸的混酸。
6.根据权利要求4所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于加稀盐酸调节至pH的值为2-4。
7.根据权利要求4所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于反应过程中加入的氧化剂为氯化铁或过硫酸铵。
8.根据权利要求4所述的一种复合纳米同轴电缆，其特征在于氧化剂与高分子单体的摩尔比例为2 1-4 I之间。
全文摘要
本发明涉及一种同轴纳米电缆复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种由氧化锡、碳纳米管和导电高分子组成的一种复同轴纳米电缆制备方法，此电缆由氧化锡、碳纳米管及导电高分子组成，合成方法包括以下步骤将酸处理后的碳纳米管超声分散在水中，加稀盐酸调节至一定pH后加入二氯化锡，在一定温度下搅拌一段时间。然后在室温下依次加入十二烷基硫酸钠，高分子单体，氧化剂，搅拌反应4-6小时，经离心、烘干得到产品，此操作方法简单，能够简洁、快速的合成氧化锡、碳纳米管、导电高分子复同轴纳米电缆。
文档编号C08K9/02GK102646457SQ20121013097
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者张五星, 袁利霞, 邵庆国, 黄云辉 申请人:苏州新动能源材料有限公司