1.一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,以SiO2纳米微球为模板,将其分散于阳离子表面活性剂中,然后加入MMA单体,通过种子乳液聚合形成以SiO2为核,PMMA为壳的纳米复合粒子;再将被PMMA修饰的CNT通过水热反应包覆在纳米复合粒子最外层,并去除多余的PMMA,即得到由CNT包覆SiO2纳米微球形成的核壳结构的纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,制备SiO2纳米微球;
步骤2,制备SiO2为核,PMMA为壳的纳米复合粒子:
将步骤1得到的SiO2纳米微球加入阳离子表面活性剂溶液中,搅拌均匀,超声分散后静置,然后通入N2进行回流搅拌,搅拌过程中加入MMA单体和引发剂进行反应,反应完成后静置,离心去除上清液,甲醇洗涤,干燥,即得到SiO2为核,PMMA为壳的纳米复合粒子;
步骤3,将步骤2得到的纳米复合粒子与被PMMA修饰的碳纳米管加入去离子水中进行水热反应,反应后洗涤、干燥;然后加入二氯甲烷,混合搅拌,静置,洗涤,干燥,即得到由CNT包覆SiO2形成的核壳结构的复合纳米材料。
3.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中SiO2纳米微球的直径为400~500nm,SiO2纳米微球采用溶胶-凝胶法制备得到。
4.根据权利要求2或3所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述SiO2纳米微球的制备方法,具体为:将无水乙醇、去离子水和质量浓度为25~28%的氨水溶液按照体积比50~60:1~10:3加入反应器中,在25~30℃条件下水浴搅拌,然后加入正硅酸乙酯,正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为3:50~55,反应6~8h后,静置,离心去除上清液,分别用乙醇和水洗涤,在60~70℃干燥,即得到SiO2纳米微球。
5.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中阳离子表面活性剂溶液为十六烷基三甲基溴化铵的水溶液,其中十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为2%~3%,SiO2纳米微球与阳离子表面活性剂溶液的质量体积比为1.0~1.5g/300ml。
6.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中引发剂为聚丙硫醚,MMA单体和引发剂的质量比为15~20:1,纳米SiO2微球与引发剂的质量比为3~4:1。
7.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中纳米复合粒子与被PMMA修饰的CNT的质量比为2~4:1,修饰后的SiO2与去离子水的质量体积比为1.0~1.2g/120ml。
8.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中被PMMA修饰的碳纳米管的制备过程具体为:将直径为20~50nm的CNT加入到质量浓度为2~3%的CTAB水溶液中,CNT与CTAB水溶液的质量体积比为1.0~
1.5g/100ml,在40~50℃条件下超声分散后,向分散液中加入MMA单体和引发剂PPS,混合均匀,MMA单体和引发剂PPS的质量比为15~20:1,CNT和PPS的质量比为8~10:1,60~70℃水浴搅拌3~3.5h,静置,离心水洗,60~70℃干燥。
9.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中水热反应温度为60~80℃,反应时间为2~2.5h,反应过程中以
200~250rpm的转速搅拌。
10.根据权利要求2所述的一种碳纳米管包覆二氧化硅微球复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中水热反应后静置6~8h,洗涤采用甲醇离心水洗,干燥温度为60~
70℃;加入二氯甲烷后在60~70℃条件下以200~220rpm转速搅拌2.5~3h,静置时间为1~
1.5h,洗涤采用乙醇离心水洗,干燥温度为60~70℃。