本發(fā)明涉及一種制備方法，具體是一種納米材料的化學制備方法。

背景技術：

材料是器件發(fā)展的基礎，隨著科技學術的發(fā)展，人們對新材料的開發(fā)和利用從未 停止。上世紀九十年代，碳納米管被證明具有優(yōu)異的物理和化學性能，在納米材料和器件制 備方面取得了突破性的研究進展，受到世界各國研究人員的廣泛關注。在碳納米管應用研 究工作中，碳納米管薄膜材料是其中的一個重要研究領域。碳納米管薄膜是由大量碳納米 管互相纏繞連接形成的厚度為幾十納米的宏觀薄膜材料。在碳納米管薄膜制備方面，人們先后發(fā)展了碳管溶液旋涂法、浮動催化化學氣相生長法以及可紡絲碳納米管陣列直接紡絲等制備方法。其中溶液旋涂法效率較低、可控性相對較差。浮動催化化學氣相生長法以及可紡絲碳納米管陣列直接紡絲法具有方法簡單、可控性好、易于批量化制備等優(yōu)勢。這兩種方法可以直接形成自支撐的碳納米管薄膜材料，有利于后續(xù)的加工和利用，因此受到了人們的重點關注。目前許多公司和研究小組正在進行產業(yè)化方面批量化工藝研究。碳納米管薄膜材料通過層層疊加的方法可以形成具有一定厚度的碳納米管膜材料，使納米尺度的碳納米管組裝成為具有宏觀可操作性的膜材料。由于碳納米管獨特的力學和電學性質，使得碳納米管膜材料具有許多奇特的性能和應用。碳納米管膜具有薄、導電、柔性、穩(wěn)定、環(huán)境友好等特點，同時，雖然碳納米管膜厚度 最薄只有幾十納米，但是它仍然具有非常好的自支撐特性。鑒于此，碳納米管膜在能源存儲領域的電極材料、智能傳感材料、電磁屏蔽材料等領域的應用取得了突破性的研究進展，成為近年來各發(fā)達國家競相研究的重點。碳納米管膜在應用過程中也存在一定的問題。盡管單根碳納米管具有非常好的導電性能，但是碳納米管膜中碳納米管之間主要依靠范德華力相互接觸，因此碳管之間存在很大的接觸電阻，從而使得碳納米管膜的電導率主要分布在104~105 s/m之間。目前為止，通過直接制備生長工藝的方法進一步提高碳納米管膜的電導率還很難實現。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種納米材料的化學制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種納米材料的化學制備方法，包括如下步驟：將一聚偏二氟乙烯溶解于一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；將制備的中間產物與致密化溶液相接觸，所述致密化溶液選自丙酮或乙二醇，最后烘干，形成所述碳納米管復合材料；所述第一溶劑能夠為N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述所述聚偏二氟乙烯溶液的濃度為5wt%～7wt%。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述第二溶劑的沸點小于等于80℃。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述第二溶劑為水、乙醇或丙酮。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述第一懸濁液中，所述碳納米管及所述聚偏二氟乙烯的質量比為1：10到1：3。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述第二懸濁液中，所述第二溶劑與所述第一溶劑的質量比大于1：2。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述將第二懸濁液過濾獲得一中間產物的步驟通過一抽濾裝置實現。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述烘干的步驟在真空環(huán)境下進行。

作為本發(fā)明再進一步的方案：將一聚合物溶解于一第一溶劑形成一聚合物溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚合物溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚合物微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；以及將所述中間產物烘干，形成所述碳納米管復合材料。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的納米材料具有薄、柔性好、 導電性好等優(yōu)點。同時該復合材料自支撐性好，在使用過程中易于處理和加工，在電磁屏蔽 材料、功能化智能材料、電極材料等領域具有非常廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本發(fā)明實施例中，一種納米材料的化學制備方法，包括如下步驟：將一聚偏二氟乙烯溶解于一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；將制備的中間產物與致密化溶液相接觸，所述致密化溶液選自丙酮或乙二醇，最后烘干，形成所述碳納米管復合材料；所述第一溶劑能夠為N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述所述聚偏二氟乙烯溶液的濃度為5wt%～7wt%。所述第二溶劑的沸點小于等于80℃。所述第二溶劑為水、乙醇或丙酮。所述第一懸濁液中，所述碳納米管及所述聚偏二氟乙烯的質量比為1：10到1：3。所述第二懸濁液中，所述第二溶劑與所述第一溶劑的質量比大于1：2。所述將第二懸濁液過濾獲得一中間產物的步驟通過一抽濾裝置實現。所述烘干的步驟在真空環(huán)境下進行。將一聚合物溶解于一第一溶劑形成一聚合物溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚合物溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚合物微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；以及將所述中間產物烘干，形成所述碳納米管復合材料。

將一聚偏二氟乙烯溶解于一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液。首先，提供一第一溶劑，所述第一溶劑的種類不限，只要能溶解該聚偏二氟乙烯（PVDF）材料即可。該第一溶劑可以為N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亞砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAC）或其混合物。優(yōu)選地，第一溶劑為一極性有機溶劑。將所述聚偏二氟乙烯溶解于所述第一溶劑中，形成所述聚偏二氟乙烯溶液。該聚偏二氟乙烯溶液的濃度小于等于10wt%。優(yōu)選地，該聚偏二氟乙烯溶液的濃度為5wt%～7wt%。本實施例中，將所述聚偏二氟乙烯溶解于所述N-甲基吡咯烷酮中形成一聚偏二氟乙烯/N-甲基吡咯烷酮（PVDF/NMP）溶液，其中，該PVDF/NMP溶液的濃度為5wt%。所述第一溶劑的種類以及溶液的濃度的選擇與聚偏二氟乙烯有關，需確保使所述聚偏二氟乙烯完全溶解于所述第一溶劑。

提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一第一懸濁液。首先，該碳納米管粉末包括多個碳納米管。該碳納米管粉末也可以僅包括碳納米管，不含有其他雜質。所述碳納米管的直徑為0.5~50納米，長度為50納米~5毫米。其次，將所述碳納米管通過超聲分散法或機械攪拌法均勻分散于所述聚偏二氟乙烯溶液溶液中，進而形成所述第一懸濁液。所述第一懸濁液中所述碳納米管的濃度不限，可以根據實際需要選擇。所述第一懸濁液中的碳納米管及聚偏二氟乙烯的質量比為1：10到1：3。優(yōu)選地，所述第一懸濁液中的碳納米管及聚偏二氟乙烯的質量比為1：10到1：3。本實施例中，所述第一懸濁液中的碳納米管及聚偏二氟乙烯的質量比為1：5。

實施例1：

本發(fā)明納米材料的化學制備方法，包括如下步驟：將一聚偏二氟乙烯溶解于一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；將制備的中間產物與致密化溶液相接觸，所述致密化溶液選自丙酮或乙二醇，最后烘干，形成所述碳納米管復合材料；所述第一溶劑能夠為N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述所述聚偏二氟乙烯溶液的濃度為6wt%。所述第二溶劑的沸點小于等于80℃。所述第二溶劑為水、乙醇或丙酮。所述第一懸濁液中，所述碳納米管及所述聚偏二氟乙烯的質量比為1：10。所述第二懸濁液中，所述第二溶劑與所述第一溶劑的質量比為1：3。所述將第二懸濁液過濾獲得一中間產物的步驟通過一抽濾裝置實現。所述烘干的步驟在真空環(huán)境下進行。將一聚合物溶解于一第一溶劑形成一聚合物溶液；提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚合物溶液中形成一第一懸濁液；將所述第一懸濁液移到一第二溶劑形成一第二懸濁液，所述聚合物微溶或難溶于所述第二溶劑，該第一溶劑可溶于該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低于第一溶劑的沸點；將所述第二懸濁液過濾獲得一中間產物；以及將所述中間產物烘干，形成所述碳納米管復合材料。將一聚偏二氟乙烯溶解于一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液。首先，提供一第一溶劑，所述第一溶劑的種類不限，只要能溶解該聚偏二氟乙烯（PVDF）材料即可。該第一溶劑可以為N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亞砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAC）或其混合物。優(yōu)選地，第一溶劑為一極性有機溶劑。將所述聚偏二氟乙烯溶解于所述第一溶劑中，形成所述聚偏二氟乙烯溶液。該聚偏二氟乙烯溶液的濃度等于10wt%。優(yōu)選地，該聚偏二氟乙烯溶液的濃度為6wt%。本實施例中，將所述聚偏二氟乙烯溶解于所述N-甲基吡咯烷酮中形成一聚偏二氟乙烯/N-甲基吡咯烷酮（PVDF/NMP）溶液，其中，該PVDF/NMP溶液的濃度為5wt%。所述第一溶劑的種類以及溶液的濃度的選擇與聚偏二氟乙烯有關，需確保使所述聚偏二氟乙烯完全溶解于所述第一溶劑。提供一碳納米管粉末，并將所述碳納米管粉末分散于所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一第一懸濁液。首先，該碳納米管粉末包括多個碳納米管。該碳納米管粉末也可以僅包括碳納米管，不含有其他雜質。所述碳納米管的直徑為50納米，長度為5毫米。其次，將所述碳納米管通過超聲分散法或機械攪拌法均勻分散于所述聚偏二氟乙烯溶液溶液中，進而形成所述第一懸濁液。所述第一懸濁液中所述碳納米管的濃度不限，可以根據實際需要選擇。所述第一懸濁液中的碳納米管及聚偏二氟乙烯的質量比為1：10。

綜上所述，本發(fā)明制備的納米材料具有薄、柔性好、 導電性好等優(yōu)點。同時該復合材料自支撐性好，在使用過程中易于處理和加工，在電磁屏蔽 材料、功能化智能材料、電極材料等領域具有非常廣闊的應用前景。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。