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专利号: 201711417678X
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.四氧化三锰/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:制备氧化型的剥离碳纳米管;

S2:将所述步骤S1中的剥离碳纳米管配制成一定浓度的剥离碳纳米管分散液,再加入一定量的浓氨水使得分散溶液变为具有碱性的碱性分散溶液;

S3:将锰盐配成一定浓度的锰盐溶液,并将锰盐溶液和氮源加入至所述步骤S2中的碱性分散溶液中,搅拌一定时间后,将碱性分散溶液放入恒定温度的超声反应器装置反应一定时间后得到分散溶液;

S4:将所述步骤S3的分散溶液通过反复抽滤、洗涤多次,最后真空干燥得到四氧化三锰/氮掺杂碳纳米管复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括以下步骤:S11:将浓酸倒入装有碳纳米管的容器中,充分搅拌得到酸性分散溶液;

S12:向所述步骤S11的酸性分散溶液中慢慢加入强氧化剂,搅拌一定时间后且保持搅拌得到紫红色的混合物;

S13:将所述步骤S12的混合物置于水浴中加热一定时间并保持搅拌;

S14:向所述步骤S13的混合物中加入过氧化氢和去离子水,得到黄色的分散液;

S15:将所述步骤S14的分散液通过反复离心、洗涤多次,最后冷冻干燥得到所述剥离碳纳米管。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2的所述剥离碳纳米管分散液浓度为0.5~4.0mg/mL。

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,剥离碳纳米管和浓氨水的体积比为10:1~100:1。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3的所述锰盐为高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸铵中的一种或多种;所述氮源为尿素、氰胺、肼、硫酸铵中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,剥离碳纳米管和锰盐的质量比为30:1~

1:10,所述碳纳米管和氮源的质量比为1:8~50:1。

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3的所述超声反应器的反应温度为60~90℃,反应时间为1h~15h。

8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3的所述超声反应器装置包括顶部设有开口的箱体,所述箱体内部盛装有水浴溶液,所述箱体内部设有反应器部分浸泡于所述水浴溶液中,所述反应器外周绕有用于加热的加热管,所述加热管的两端分别与加热控制器相连。

9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,箱体底面相连有若干个间隔设置的超声波换能器,所述超声波换能器分别与超声波发生器电连接,所述超声波换能器的工作端朝向所述箱体内部。

10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述水浴溶液中浸泡有温度传感器与所述加热控制器电连接,所述加热管呈螺旋状缠绕于所述反应器外周面,相邻每圈加热管的间隔为0.5~1mm。