1.一种高分散性碳纳米管/聚苯乙烯纳米复合材料的制备方法,具体包括以下步骤:(1)酸化碳纳米管的制备:
在干燥的烧杯中加入230 mL质量浓度98%的浓硫酸和5 g硝酸钠,冰水浴下冷却,当混合物的温度低于5 ℃时,搅拌并加入10 g碳纳米管,混合均匀后缓慢加入30 g高锰酸钾,控制反应温度为10~15 ℃,反应2小时后将烧杯置于35 ℃的恒温水浴中,继续搅拌反应2小时,采用连续加水的方式加入去离子水460 mL,控制反应温度在98±2 ℃,继续搅拌30分钟,加入1.4 L去离子水终止反应,再加入25 mL质量浓度30%的双氧水,趁热过滤,并用体积
2-
比为l:10的稀盐酸对反应产物进行洗涤至滤液中无SO4 ,再用去离子水洗涤至中性即可获得酸化碳纳米管;
(2)磺化碳纳米管的制备:
①、将步骤(1)制备的酸化碳纳米管100 mg分散于100 mL去离子水中,超声处理30分钟,得到分散均匀的浓度为1 mg/mL的酸化碳纳米管悬浮液;
②、硼氢化钠还原酸化碳纳米管:用5 wt%的碳酸钠水溶液调节酸化碳纳米管悬浮液的pH值到9~10,再将浓度为40 mg/mL的硼氢化钠水溶液加入到酸化碳纳米管的悬浮液中,搅拌均匀后,80 ℃水浴加热下,持续搅拌1小时,反应伴随着团聚现象的发生,反应完成后,将混合液冷却到室温,得到还原碳纳米管悬浮液;
③、芳基重氮盐的制备:将72 mg亚硝酸钠溶于40 g水中得到亚硝酸钠的水溶液,冷却到0 5 ℃后,与184 mg对氨基苯磺酸、2 g 浓度为1 mol/L 的HCl水溶液混合均匀,在冰水~浴条件下充分反应30分钟,制得芳基重氮盐;
④、将步骤③制备的芳基重氮盐缓慢地滴加到步骤②的还原碳纳米管悬浮液中,并在冰水浴和室温下各反应2小时,反应完成后,用去离子水透析7天,再超声处理15分钟,得到磺化碳纳米管;
(3)高分散性碳纳米管∕聚苯乙烯纳米复合材料的制备:
按照磺化碳纳米管与苯乙烯质量比为(0.1~10): 100的比例,将磺化碳纳米管和苯乙烯加入到80 ml去离子水中,超声处理15分钟后,得到乳白色的Pickering乳液,再加入引发剂,搅拌均匀后,氮气吹扫10分钟,65~85℃下搅拌反应2~6小时,反应结束后冷却至室温,过滤、洗涤、超声处理5~15分钟,得到分散均匀的高分散性碳纳米管/聚苯乙烯纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的高分散性碳纳米管/聚苯乙烯纳米复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的引发剂为水溶性引发剂。
3.根据权利要求2所述的高分散性碳纳米管/聚苯乙烯纳米复合材料的制备方法,其特征在于:所述的水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。