CN1643192A - 悬浮纳米碳管组合物,其制造方法,及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明部分涉及悬浮纳米碳管的稳定组合物，其制造方法，及其用途。本发明提供了制造高浓度和低浓度的悬浮于一种液体中的高度分散的纳米碳管的方法。可以用这种纳米碳管悬浮液制造具有提高的强度，重量，强度重量比，电和热多功能性，辐射屏蔽，电容，介电性质，选择性离子流，催化活性和生物应用的产品。本发明提供了含有纳米碳管材料的工业处理方法，这些材料包括但并不限于纤维，膜，合成薄膜，涂层，药物传送***以及分子电路组件。

Description

悬浮纳米碳管组合物，其制造方法，及其用途
相关申请
本申请要求于2002年1月15日提交的美国专利申请60/348275的优先权，该美国专利申请参考结合此。
发明领域
本发明涉及悬浮，稳定，非聚集纳米碳管的新颖组合物，制造这种悬浮纳米碳管组合物的方法，和该组合物的用途。
发明背景
1990年对被称为“富勒烯”这第三种碳存在形式的验证，引起了又一波最大化该“新”材料可能性的深入研究和开发。术语“富勒烯”经常被用来表示具有笼状中空点阵结构的一类碳分子。这些“笼子”可以是不同形状的，例如球形的(“巴基球”)，或管状的(“纳米管”)。参见Robert F.Curl和Richard E.Smalley的“富勒烯”，《美国科学》，1991年10月。
纳米碳管
纳米碳管的存在形式可以是封闭的同心多层壳或多壁纳米管(MWNT)或者单壁纳米管(SWNT)。但是，用于工业用途的优选纳米碳管是单壁纳米碳管。
纳米碳管，特别是单壁纳米碳管，由于其范围宽广的电性能而被用来制造集成电路等微型器件中的电连接器，或者因为其导电性和小尺寸，而被用于电脑的半导体芯片中。纳米碳管还可以用作光学频率的天线，和作为扫描探针显微镜用的探针，例如用于扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)中。
另外，由于其机械强度，纳米碳管也被用作任何复合材料中的增强剂，与碳黑结合用于机动车轮胎中，或者与石墨纤维用于机翼和高尔夫球杆以及钓鱼杆中。
纳米碳管还可以与可模制聚合物共同使用，成形为三维形状、片或膜，制成导电的形体、片或膜，又能用作氢化，重整和裂化等工业和化学过程催化剂的支撑体。因此，从其广泛应用角度考虑，一种方便而容易操作的纳米碳管是特别有用的。
已经制造出MWNT和SWNT，并利用蒸汽-迁移反应对这些材料的特征性能进行了评价。参见Zhou等人的“纳米碳管中的缺陷”，《科学》：263，1744-47，1994。但是据信单壁纳米碳管最有希望成为未来的纳米管基的材料。
单壁纳米碳管
从单壁纳米碳管在1991年被发现之后，已经对其进行了深入的研究。参见Dresselhaus等人的《富勒烯和纳米碳管科学》，Academic Press，(1996)。根据扫描隧道显微(STM)图像和电子衍射研究，单壁纳米管(“SWNT”)被证明是由一层石墨片构成的无缝圆筒，其两个末端被由五边形和六边形构成的半球形端所封闭。参见Ge等人，《应用物理通讯》65(18)，2284(1994)。并参见Sattler，《碳》33(7)，915(1995)。在SWNT的高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图象中观察到的曲线表明，单壁管比相应的多壁管更容易弯曲。
以单壁纳米碳管为基础所形成的材料具有异常优异的机械和电化学性质，包括在聚合物增强和分子电子学方面。虽然它们具有固有的刚性和很高的各向异性，但是目前所获得的宏观SWNT形式却是各向同性和相当脆弱的。参见Vigolo等人的“定向纳米碳管宏观的纤维和带子”，《科学》，290，17，1331。
对纳米碳管(单壁和多壁的)的先前研究，是在该材料的难加工形式上进行的。Yakobson等人的“富勒烯纳米管：C1000000及其他”，《美国科学家》，1997，85，324-337。这种形式的材料不适合于要使单壁纳米碳管(SWNT)充分发挥其潜能所必须的许多加工步骤，特别不适合那些要求该材料是聚合物，共聚物，复合物，陶瓷和可模制形式的用途中。
目前，纳米碳管材料是以蓬松固体形式大规模生产的。在其成为气相时，纳米碳管凝结成固体并自然地彼此聚集成纳米管的绳子形式。这些绳子进一步聚结成更大的随机缠结物。这种缠结形式的大块材料无法用于许多目标用途中。另外，如此制得的纳米管材料不具有纳米碳管分子本身的那种导电性，强度，热性质，表面积或电子性能。
虽然SWNT的现有形式可以被异相地分散在各种介质中，但是在大多数情况下，SWNT和该介质之间以及SWNT之间的相互作用仅仅是物理性的，不会形成化学键合。因此，如果不进一步进行操作(化学或物理的)，就无法在宏观水平上体现SWNT的优异性质。
纳米碳管，更具体地说，单壁纳米碳管是完全难以处理的固体，因为它们不溶于任何液体，所以很难对其进行操作。为了从溶解或悬浮于液体中的固体制造纤维，膜或涂层，由于粘度和质量传递的限制，所需的材料浓度至少是1重量％(“成纤作用基础”，A.Ziabicki，John Wiley and Sons(1976))。最好纳米碳管以这种或类似浓度分散地悬浮于一种液体中，才能形成纤维，膜或涂层。
通过不同技术已经能使单壁纳米碳管增溶，包括加入表面活性剂或使纳米管的端盖和侧壁官能化。但是，这些方法都存在固有缺陷，例如纳米管浓度低或改变了纳米碳管的固有性质。已经能获得小于1重量％的纳米碳管浓度，例如，用有机大分子对单壁纳米管进行官能化，使其能以0.5重量％的浓度溶于高极性溶剂(三氯甲烷)中(Hirsch等人，《美国化学会杂志》124，760(2002))。虽然可以使用更低的浓度将其掺入某些复合体系中，但是大多数用途和体系优选要求更高的悬浮材料浓度。在许多预计用途中理想的是，纳米碳管应是单分散(即高度分散)在悬浮液中的。
在一篇关于纳米管悬浮于表面活性剂混合物中的报告中，所用的表面活性剂是十二烷基磺酸钠(SDS)(参见B.Vigolo等人，《科学》290，1331(2000))。SDS的CMC大约是8毫摩尔/升，即是鲸蜡基三甲基溴化铵CTAB的十倍。据报道，SDS/水体系中，纳米管的最大溶解度大约是3克/升。
另外，在许多用途中，毒性溶剂不适合于工业处理，会增加制造成本。虽然与纳米管化学键合的分子会增加其溶解度，但是也会改变其电子和机械性质，当纳米管被复合进入一种基质体系(例如一种漆或塑料或甚至是大型纳米管)中时，无法容易地除去该键合上去的组分。
纳米碳管的均匀分散，非聚集，高浓度的悬浮液及其制造方法对改进各种技术是必要的。虽然长期以来被认为是不可能的，但是本发明提出了一种分散并悬浮纳米碳管特别是单壁纳米管的方法。本发明涉及使用表面活性剂制造高浓度的悬浮纳米碳管组合物(浓度大于1重量％)。
发明概述
本发明部分地涉及悬浮纳米碳管的稳定组合物，其制造方法，及其应用。本发明提供了制造在一种液体中的高浓度和低浓度纳米碳管悬浮液的方法。
本发明提供的悬浮纳米碳管组合物中包含一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂，液体以及纳米碳管，其中，所述液体，表面活性剂和纳米碳管的比例适合于该纳米碳管的悬浮。
本发明还提供了一种悬浮该纳米碳管的方法，包括将一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂，液体和一定量的纳米碳管混合，其中，所述液体，表面活性剂和纳米碳管的比例适合于悬浮该纳米碳管。
本发明还提供了悬浮纳米碳管组合物，它包含一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂，一种液体和纳米碳管，其中液体和表面活性剂和纳米碳管的比例适合于使纳米碳管以3.0克/升或更高纳米碳管浓度悬浮。
本发明提供了悬浮纳米碳管在制造具有提高的强度，重量，强度重量比，电和热多功能性，辐射屏蔽，电容，介电性质，选择性离子流，催化活性和生物产品中的用途。本发明还提供了含有纳米碳管材料的工业处理方法，包括但并不限于纤维，膜，合成薄膜，涂层，药物传送***以及分子电路组件。
发明详述
定义
除了另有说明之外，这里所用术语“液体”是指一种物质状态，处于固体或晶体物质和气体之间，这种状态的物质能在极小的剪切应力下流动，而且能适应限制容器的形状，但是较难压缩，不能无限制地膨胀，可以具有一个自由表面。这里所用的术语“液体”不应被限制为室温液体，还包括被凝结成液体的气体(例如，液体H2，CO2，等)或者被升温至其液体状态的固体(例如，苯酚)。
除了另有说明之外，这里所用术语“表面活性剂”是指一种可溶性化合物，能降低液体的表面张力，或者降低两种液体或一种液体和一种固体之间的界面张力。表面活性剂的例子包括但是并不限于，两性表面活性剂，阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂或非离子性表面活性剂。
除了另有说明之外，这里所用术语“抗衡离子”是指一种离子，其电荷相反于溶液离子组成中的另一离子。负性抗衡离子例子包括但是并不限于，氟化物，溴化物，氯化物，碘化物，硫酸根，亚硫酸根，硝酸根和亚硝酸根。正性抗衡离子例子包括但并不限于，钠，钙，钾，镁，或锂，还包括第3-13族的过渡金属。
除了另有说明之外，这里所用术语“两性表面活性剂”是指同时具有正电荷和负电荷或者同时具有碱性或酸性特征的表面活性剂。两性表面活性剂的例子包括但并不限于，月桂酰氨基丙基二甲基甜菜碱，椰子酰氨基丙基二甲基甜菜碱，月桂基二甲基甜菜碱，牛脂二羟基乙基甜菜碱，椰子咪唑啉二羧酸酯，和椰子酰胺丙基羟基甜菜碱(cocoamidopropyl hydroxysultaine)。
除了另有说明之外，这里所用术语“阴离子表面活性剂”是指具有净负电荷的表面活性剂。这里所用的阴离子表面活性剂包括但并不限于，
具有以下结构式的二酯磺基琥珀酸盐(sulfosuccinate diester)：
其中，R和R′各自分别是烷基，M+是第一族金属，n和m分别是0到20的整数；
具有以下结构式的单酯磺基琥珀酸(sulfosuccinate monoester)：
Figure A0380575300102
其中R是一个烷基，M+是一个第一族金属，n和m分别是0到20的整数；
具有以下结构式的萘磺酸盐甲醛(naphthalene sulfonate formaldehyde)缩合物：
Figure A0380575300103
其中M+是第一族金属，n是1到大约5000的整数；
具有以下结构式的苯磺酸盐：
其中R是一个烷基，M+是一个第一族金属。
除了另有说明之外，这里所用术语“阳离子表面活性剂”是指具有净正电荷的表面活性剂。这里所用的阳离子表面活性剂包括但并不限于具有以下结构式的烷基二甲基苄基铵化合物：
Figure A0380575300111
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子；
具有以下结构式的烷基三甲基铵化合物：
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子；
具有以下结构式的二烷基二甲基铵化合物：
Figure A0380575300113
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子；
具有以下结构式的三烷基甲基铵化合物：
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子。
除了另有说明之外，这里所用术语“非离子性表面活性剂”是指不带净电荷的表面活性剂。这里所用的非离子性表面活性剂包括但并不限于具有以下结构式的脱水山梨糖醇脂肪酸酯：
Figure A0380575300115
其中，R是烷基；聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯；聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯；聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯；
具有以下结构式的聚乙二醇脂肪酸酯：
Figure A0380575300121
其中，R是烷基，n是0到20的整数；
具有以下结构式的链烷醇酰胺：
Figure A0380575300122
其中，R是烷基；
具有以下结构式的二甲基氧化胺：
其中，R是烷基，n是0到20的整数；
具有以下结构式的乙氧化胺：
Figure A0380575300124
其中，R是烷基，n和m分别是0到20的整数；
具有以下结构式的磷酸二酯：
其，R和R′分别是烷基；
具有以下结构式的磷酸单酯：
Figure A0380575300126
其中R是烷基。
除了另有说明之外，这里所用术语“烷基铵表面活性剂”是指具有以下结构式的化合物：
其中，R1，R2，R3，和R4分别是烷基，Z-是抗衡离子。优选的烷基铵表面活性剂例子包括但并不限于，三甲基铵表面活性剂，例如氟化鲸蜡基三甲基铵，氯化鲸蜡基三甲基铵，溴化鲸蜡基三甲基铵以及碘化鲸蜡基三甲基铵。
除了另有说明之外，这里所用术语“烷基”和“烷基基团”包括饱和的单价直链，支链和环的烃基。烷基基团中可以包括一个或多个双键或三键。能够理解环烷基包含至少三个碳原子。
除了另有说明之外，这里所用术语“低级烷基”是指具有1到6个，优选1到4个碳原子的支链或线形烷基。其例子包括但并不限于，甲基，乙基，丙基，异丙基，异丁基和叔丁基。
除了另有说明之外，这里所用术语“芳基”包括从芳香烃除去一个氢而获得的一个有机基团，例如苯基或萘基。
除了另有说明之外，这里所用术语“芳烷基”表示被一个直链，支链，或环的烷基取代的芳基。芳烷基组分可以通过其芳基或烷基组分与其他组分键合。
除了另有说明之外，这里所用术语“杂环基团”或“杂环”包括含有一个或多个选自O，S和N杂原子的芳香族和非芳香族杂环基团。非芳香族杂环基团包括环体系中仅具有3个原子的基团，但是芳香族杂环基团(即，杂芳基)的环体系中必须具有至少5个原子。杂环基团包括苯并稠合的环体系和被一个或多个氧代组分取代的环体系。4元杂环基团的例子是氮杂环丁基(从氮杂环丁烷衍生而得)。5元杂环基团的例子是噻唑基，10元杂环基团的例子是喹啉基。非芳香族杂环基团的例子包括但并不限于，吡咯烷基，四氢呋喃基，四氢噻吩基，四氢吡喃基，四氢噻喃基，哌啶基，吗啉代，硫代吗啉代，噻噁烷基，哌嗪基，氮杂环丁基，氧杂环丁基，硫杂环丁基，高哌啶基，氧杂环庚基，硫杂环庚基，oxazepinyl，二氮杂卓基，硫代氮杂卓基，1，2，3，6-四氢吡啶基，2-吡咯啉基，3-吡咯啉基，二氢吲哚基，2H-吡喃基，4H-吡喃基，二噁烷基，1，3-氧戊环基，吡唑啉基，二噻烷基，二硫戊环基，二氢吡喃基，二氢噻吩基，二氢呋喃基，吡唑烷基，咪唑啉基，咪唑烷基，3-氮杂二环[3.1.0]己烷基，3-氮杂二环[4.1.0]庚烷基，3H-吲哚基，喹嗪基，及其取代衍生物。芳香族杂环基团的例子包括但并不限于，吡啶基，甲基吡啶基类似物，咪唑基，嘧啶基吡唑基，***基，吡嗪基，四唑基，呋喃基，噻嗯基，异噁唑基，噻唑基，噁唑基，异噻唑基，吡咯基，喹啉基，异喹啉基，吲哚基，苯并咪唑基，苯并咪唑，苯并呋喃基，曾啉基，吲唑基，二氢吲哚基，中氮茚基，二氮杂萘基，哒嗪基，三嗪基，异吲哚基，蝶啶基，嘌啉基，氧杂二吡咯基，硫代二吡咯基，呋咱基，苯并呋咱基，苯并苯硫基，苯并噻唑基，苯并噁唑基，喹唑啉基，喹喔啉基，二氮杂萘基，糠吡啶基，以及它们的取代衍生物。从上述化合物衍生的基团，在可能形成键合时，可以是C键合或N键合的。例如，从吡咯衍生的基团可以是1-吡咯基(N键合)或3-吡咯基(C键合)。
除了另有说明之外，这里所用术语“杂芳基”是指一种芳香族杂环。
除了另有说明之外，这里所用术语“取代”是说明一种化合物或化学组分的至少一个氢原子被另一种化学组分所代替。这另一种化学组分的例子包括但并不限于：卤素原子(例如，氯，溴，和碘)；C1-C6线形，支链，或环形的烷基(例如，甲基，乙基，丁基，叔丁基，和环丁基)；羟基；硫醇；羧酸；酯，酰胺，硅烷，腈，硫醚，锡烷，以及伯，仲，及叔胺(例如，-NH2，-NH(CH3)，-N(CH3)2，和环胺)。优选的这另一种化学组分是氯，羟基，甲氧基，胺，硫醇，和羧酸。
除了另有说明之外，这里所用术语“水性液体”是指水和另一种物质的一种混合物，其中该另一种物质是完全电离的。水性液体的例子包括但并不限于，氟化钠，氯化钠，溴化钠，碘化钠，氟化钙，氯化钙，碘化钙，溴化钙，硫酸钠，亚硫酸钠，氟化镁，氯化镁，溴化镁，碘化镁，氟化铵，溴化铵，氯化铵和碘化铵的水溶液。
除了另有说明之外，这里所用术语“有机液体”是指含有一个芳基或烷基的化合物，在室温下是液体或者通过加热或冷却能转变成液体。有机液体还包括能溶解固体，液体或气体的有机化合物液体。有机液体的例子包括但并不限于，醚(例如，二乙基醚或四氢呋喃)，烃(例如，己烷或戊烷)，环烃，环芳香烃(例如，甲苯，苯，二甲苯)或醇。
除了另有说明之外，这里所用术语“醇”是指任何饱和的单价直链，支链，和结构式为R-OH的环羟基化烃，其中R是烷基。醇中可以包括一个或多个双键或三键。能够理解该环醇包括含至少三个碳原子。醇的例子包括但并不限于，甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，丁醇，仲丁醇，叔丁醇，戊醇和己醇。
除了另有说明之外，这里所用术语“无机液体”包括水性液体，还包括浓缩的酸和碱。
这里所用术语“束”是指沿着一共同纵轴(即沿着其长度)基本排列的两根或多根独立纳米管。纳米管束可以作为独立的溶质。包括三根纳米管的代表性束截面图如下图所示，其中每个圆形表示一根独立纳米管的截面：
Figure A0380575300151
除了另有说明之外，这里所用术语“绳”是指包括至少两个纳米管束的排列形式，其中的纳米管束基本上彼此平行，或者以头尾相连形式排列，或以混合形式排列。一个绳中可以进一步包括一个或多个独立的纳米管。一个代表性纳米管绳如下图所示，其中的直线表示纳米管束或独立纳米管：
Figure A0380575300152
除了另有说明之外，这里所用术语“絮凝物”是指两根或多根独立纳米管，纳米管束，纳米管绳或它们组合的随机排列形式。絮凝物是通过纳米管束之间静电或热力学引发的相互作用而形成的。一种絮凝物的代表性例子如下图所示，其中每根波形线都是一个独立的纳米管，纳米管束或纳米管绳：
Figure A0380575300153
除了另有说明之外，这里所用术语“悬浮纳米碳管”是指包含单壁或多壁纳米碳管和在液体中存在的表面活性剂的组合物。在具体实施方式中，悬浮纳米碳管是高度分散的。
要注意的是，如果所述结构和对该结构的命名之间有差异时，应以所述结构为准。另外，如果没有说明结构或结构一部分的立体化学，例如，黑线或虚线，则所述结构或结构一部分应该包括其全部立体异构体。
说明书中引用的全部专利都以其整体参考结合于此。在出现矛盾时，应以本说明书所公开内容为准，包括定义和术语。
本发明提供了悬浮，稳定，高度分散，非聚集纳米碳管的新颖组合物，在这里也被称为高浓度悬浮纳米碳管。在具体实施方式中，该悬浮纳米碳管是悬浮在液体中的单壁纳米碳管，含有表面活性剂的比例适合于该单壁纳米碳管的悬浮。本发明还提供了制造该稳定，非聚集纳米碳管组合物的方法，以及这种组合物在各种用途，例如工业用途中的使用。
在一个具体特定实施方式中，本发明涉及单壁纳米碳管组合物，其中该纳米管悬浮于一种液体中，该液体可以是水性液体，有机液体或无机液体，含有的表面活性剂优选是阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，其比例适合于该单壁纳米碳管的悬浮。
本发明还包括在各种温度下制备悬浮纳米碳管的方法，包括将能使纳米碳管悬浮于适当液体的表面活性剂和该纳米碳管在一定条件和以适当比例混合，形成非聚集，稳定的纳米碳管悬浮液。
在一个具体实施方式中，本发明还涉及在不同温度下制造悬浮单壁纳米碳管的方法，包括将能使单壁纳米碳管悬浮于一种适当液体的表面活性剂和该纳米碳管在适当条件下和以适当比例混合，形成非聚集，稳定的纳米碳管悬浮液，该单壁纳米碳管悬浮在一种液体，例如是水性液体，有机液体，或无机液体中，该表面活性剂优选是阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。
在另一个实施方式中，本发明包括使用该悬浮，稳定，非聚集纳米碳管的方法。这些应用例子包括但并不限于，分散在塑料和聚合物中；形成纤维，膜和涂层；油墨；分子电路加工；亚细胞操作用途和药物传送***；和纺织品用途。
含纳米碳管的组合物
本发明提供了悬浮纳米碳管的组合物，该纳米碳管是稳定，非聚集的。在形成悬浮纳米碳管时，纳米管的束，绳或絮凝物被分散成独立的纳米管或小的纳米管束(即，包含大约5根纳米管或更少纳米管的束)。在一具体实施方式中，该悬浮纳米碳管是高度分散的，仅包含最少量的小型纳米管束。该组合物是稳定的，不会重新结合成纳米管绳，更大的纳米管束或纳米管絮凝物。该悬浮纳米碳管组合物包含一种液体，表面活性剂和优选是单分散的纳米碳管。该组合物还包含一定量分散的小纳米管束(即，包含两至四根纳米管的束)。不受理论解释的限制，可以认为存在液体和表面活性剂时，构成纳米管束，绳或絮凝物的纳米碳管之间的相互作用显著降低，导致形成本发明稳定，非聚集的悬浮纳米碳管。该组合物含有一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂和一种液体，其比例适合于制造悬浮纳米碳管。
在另一些实施方式中，液体是水性液体，醇，有机液体，无机液体或它们的混合物。根据成本，环境因素，安全因素，和/或该悬浮纳米管的预计用途等因素选择液体。在有些用途中，理想液体是硫酸(例如，用于Kevlar的一种溶剂)，甲苯，n，n-二甲基甲酰胺，n-甲基吡咯烷酮和本领域技术人员已知的其他液体。但是它们也可能产生安全，储存或处置方面的问题，因为它们可能是毒性和/或致癌的。如果优选一种环境友好溶剂的话，则可以选择一种水基的溶剂液体。如果预期用途是生物体系或一些化学体系的话，也是如此。为悬浮纳米碳管而选择的液体也会影响用于该组合物中表面活性剂的选择。
在另一些实施方式中，表面活性剂是阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，非离子性表面活性剂，两性表面活性剂或其组合。在另一个实施方式中，表面活性剂是一种烷基铵表面活性剂。在又一个实施方式中，表面活性剂是一种市售的非离子性聚乙烯(PEO)表面活性剂。市售非离子性PEO表面活性剂的例子包括Triton-X系列(烷基芳基聚醚醇)例如TX-114或TX-100，Tergitol系列的烷基-PEO醇(都从Union Carbide，Danbury，Connecticut获得)，Igepal系列(Rhoida，Cranbury，New Jersey)，和Pluronic系列(BASF，Wyandotte，Michigan)。从英特网上也能获得一系列市售表面活性剂的清单(见http：//www.hio-rad.com/AIGSoftware/pdfs/3235C1.pdf)。在其他实施方式中，表面活性剂是一种长链烷基胺，例如包含6-25个碳原子。
纳米碳管是单壁纳米管，多壁纳米碳管或其混合物。在一些优选实施方式中，纳米碳管是单壁纳米碳管。不存在液体和表面活性剂时，纳米碳管可以是纳米管束，絮凝物，或绳形式的。
构成纳米管束，绳和/或絮凝物的一根根纳米碳管可以是单壁纳米碳管，多壁纳米碳管或其混合物。该单根碳米碳管的直径大约是0.7纳米(nm)(例如，对于单壁(5，5)纳米碳管)，大约1.4纳米(例如，对于单壁(10，10)纳米碳管)，大约3纳米，大约5纳米，大约10纳米，大约30纳米，大约60纳米或大约100纳米，或更大。纳米碳管的长度在大约50纳米到大约1微米(μm)，大约5微米，大约1毫米(mm)，大约1厘米(cm)，大约3厘米，或长达约5厘米，或更长范围内。要注意的是，虽然目前所报道的最小纳米碳管是(5，5)单壁纳米碳管(直径大约0.7纳米)，但是本发明提供的方法能利用各种截面直径的纳米管，来制造悬浮纳米碳管组合物。
纳米管束的截面直径可以是大约1.4纳米，约5纳米，约10纳米，约60纳米，约100纳米，约1微米或更大。纳米管绳的截面直径可以是约3纳米，约10纳米，约60纳米，约100纳米，约1微米，约10微米或更大。纳米管束，绳和/或絮凝物可以是经提纯或未提纯的。构成束，絮凝物，或绳的纳米管直径优选在一个狭窄的直径分布之内，或者可以具有差别很大的直径。
在一个特定实施方式中，构成纳米管束，绳和/或絮凝物的一根或多根纳米碳管进一步包含一种或多种纳米级材料。在另一些实施方式中，该纳米级材料位于纳米碳管内腔中或位于纳米管束，绳和/或絮凝物中纳米碳管之间的缝隙中。纳米级材料的例子包括但并不限于，纳米颗粒，例如金，银和其他金属纳米颗粒或这些金属的复合纳米颗粒；量子点(QD)，包括CdSe-ZnS，CdS，ZnS，CdSe，InP，InGaAs，CuCl，和InAs量子点，硅纳米晶粒和纳米棱锥，银纳米颗粒；或磁性量子点，例如，纳米磁体如CoCu，FeCu，NiFe/Ag和CoAg纳米磁体。该纳米级材料可以是一种或多种材料或材料组合，例如过渡金属，包括铁，金，银，锌，镉，铂，钯，钴，汞，镍或钇；碱金属或碱土金属，包括钠，钾，钙或铈；第三族元素，包括铝，镓或铟；第四族元素，包括硅，锗，锡或铅；第五族元素，包括磷，砷，锑，或铋；或第六族元素，包括硫，硒或碲。该纳米级材料可以包括任意所列出的材料和任何给出的组合。第三-五族化合物例子包括GaAs或AlGaAs。该纳米级材料也可以是一种富勒烯，或一种介电质，聚合物或半导体纳米颗粒。在一个相关实施方式中，该悬浮纳米碳管进一步包含一种或多种纳米级材料。
在不同实施方式的组合物中，液体含量是约70-99.99体积％，表面活性剂含量是约30-0.01体积％。不同实施方式中，组合物中纳米管的量是约0.001-50克。对于选定的液体和表面活性剂，本领域技术人员无需过多试验就能确定和/或优化适合于悬浮一定量纳米碳管的比例。可以根据成本，环境因素，安全因素，纳米碳管束，绳或絮凝物的纯度，悬浮纳米管的预计用途，表面活性剂或液体的操作温度(例如，如果该体系在非室温温度下是液体)，不同浓度，液体和表面活性剂之间的粘度差异，表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)，和/或液体晶相转变范围，对组合物中液体，表面活性剂和纳米管的比例进行选择。纳米管的最大溶解度也取决于选定的液体以及表面活性剂种类与比例。本发明提供的悬浮纳米碳管浓度是大约1重量％或更低，约1.1重量％，约2.0重量％，约3.0重量％或更高。本发明所提供的悬浮纳米碳管组合物的浓度是大约3克/升，约3.5克/升，约5克/升，约7克/升，约12克/升或更高。
在一个特定实施方式中，液体含量占液体/表面活性剂混合物的大约80到96.8体积％，表面活性剂含量是约20-3.2体积％。该悬浮纳米碳管组合物中除了液体和表面活性剂之外，还含有约0.01-50克的纳米碳管。
在另一个实施方式中，液体含量是约99.99-90.00体积％；表面活性剂含量是约0.01-10.00体积％；纳米碳管含量是约0.001-50.0克。
选定的液体或表面活性剂种类以及它们在组合物中的比例还会影响该悬浮纳米碳管的稳定性。可以对该组合物的化学稳定性，温度稳定性，和/或时间稳定性(即，悬浮纳米碳管不会重新组合纳米管绳，絮凝物或更大的纳米管束)进行优化。在一个优选实施方式中，该组合物的时间稳定性得到优化，例如是1小时，2小时，2天，1周，2周，2个月，或甚至更长，而不会使悬浮纳米管发生明显的沉积。如果发生沉积，则可以搅动该组合物，从而回复成悬浮纳米碳管的均匀分散液。
组合物中的变化
对于制造悬浮纳米碳管的组合物而言，液体和表面活性剂的组成可以有许多变化。在每个组合物中，液体和表面活性剂的比例适合于纳米碳管的悬浮。
在组合物的不同实施方式中，液体包括水性液体，液体醇，有机液体，无机液体或其组合。在一些实施方式中，液体混合物是能混溶的(例如水和醇)。本发明的其他实施方式可能需要不混溶液体的混合。
在组合物的不同实施方式中，表面活性剂包括阴离子，阳离子，两性，非离子性表面活性剂或其组合。在一个特定实施方式中，表面活性剂包括烷基铵表面活性剂，更具体地说，是鲸蜡基三甲基铵表面活性剂，例如氟化鲸蜡基三甲基铵，氯化鲸蜡基三甲基铵，溴化鲸蜡基三甲基铵或碘化鲸蜡基三甲基铵。在一个优选实施方式中，组合物中包含鲸蜡基三甲基溴化铵(CTAB)。
制造悬浮纳米碳管的方法
本发明还提供了制备悬浮纳米碳管的方法。该方法包括将能悬浮纳米碳管的一种表面活性剂，液体和纳米碳管束，绳或絮凝物在适当条件(例如在不同温度下)以适当比例混合，形成非聚集，稳定的纳米碳管分散液。
在不同的实施方式中，纳米碳管是单壁或多壁纳米碳管。在一个特定实施方式中，纳米碳管是单壁纳米碳管。在其他实施方式中，该单壁纳米碳管是束，絮凝物，或绳形式的。
在另一个实施方式中，本发明涉及在不同温度下制备悬浮单壁纳米碳管的方法，包括将一种液体和能悬浮单壁纳米碳管的一种表面活性剂以及该纳米碳管，在一定条件下以适当比例混合，形成非聚集，稳定的纳米碳管悬浮液。该单壁纳米碳管所悬浮的液体优选是水性液体，有机液体，或无机液体，该表面活性剂优选是阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。
制备悬浮纳米碳管的条件部分地取决于液体和表面活性剂的选择。不同的表面活性剂和聚合物表面活性剂可能需要不同的温度和浓度，因为它们的粘度和CMC和/或液体晶相转变范围是不同的。在一些实施方式中，组合物可以在室温下制备，或者可能需要加热或冷却该混合物。在有些实施方式中，组合物在约20℃-30℃的温度之间制备，或者温度更低，或者在约50℃，或者是约70℃或更高。在其他实施方式中，可能需要在制备悬浮纳米碳管时，对混合物进行一定时间的搅拌或超声处理，例如，大约30秒，约1分钟，约2分钟，或更长。例如，使用聚(4-苯乙烯磺酸钠)时，可能需要在超声处理时使用冰浴。在包含羧甲基纤维素的情况下，可能需要加热分散液至大约70℃左右的升高温度，同时搅拌之。
在有些实施方式中，组合物是通过同时混合液体，表面活性剂和纳米管束，绳或絮凝物而一步制备的。在其他实施方式中，先混合表面活性剂和液体，然后再加入纳米管束，绳或絮凝物。纳米管可以干燥物料或在载液(例如，纳米管合成或纯化之后存在的去离子水)中的形式引入各种体系。在一个特定实施方式中，在以合适比例添加优选表面活性剂时，该纳米管载液还可以用作悬浮该纳米管的液体。
对液体、表面活性剂和纳米管混合的方法和制备条件的选择，取决于液体，表面活性剂和纳米管所要求的比例和种类，成本，环境因素，安全因素，纳米碳管束，绳或絮凝物的纯度，该悬浮纳米管的预计用途，对表面活性剂或液体的要求温度(例如，如果该体系在非室温温度下才是液体)，不同的浓度，液体和表面活性剂之间的粘度差异，表面活性剂的CMC，和/或液体晶相转变范围。可以在制备悬浮纳米管组合物时，在不同温度下进行一次或多次升温或降温。也可以在制备组合物时，在不同长度的时间内进行一次或多次搅拌或超声处理。
悬浮纳米碳管的用途
本发明的高度分散，非聚集，高度浓缩，悬浮形式的纳米碳管在现今技术中应用广泛。在不同的基质体系的形成，处理或应用过程中的任何阶段，可以将悬浮纳米碳管加入。悬浮纳米碳管可以与初始物质一起加入，或在应用的任何形成阶段加入。悬浮纳米碳管可以复合进入基质材料中，或保留在该材料的表面。虽然组合物的纳米碳管上覆有使其能分散在水等液体中的表面活性剂分子，可以按照需要在悬浮纳米管被加工进入不同基质体系之后除去表面活性剂分子。例如，纳米碳管悬浮液需要在基片上自组装用于分子电路时，有机组分的存在是很大的阻碍。因此，在将其置于基片上的流动过程中，或在纳米管已经在基片表面上以后，可以在利用悬浮纳米碳管时采取进一步除去表面活性剂分子的步骤。在汽车工业的塑料应用中，纳米管可以被分散在复合物中，使其具有静电荷，保持油漆。因为分散良好的纳米管/复合物意味着每单位面积所用材料更少，而电荷更多，有助于减少材料的高成本。另外，单壁纳米碳管还能增强耐用涂层并对腐蚀进行防护。本发明悬浮纳米碳管具有各种各样不同的用途。
在第一实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被用作处理纤维，膜，涂层，油墨或纺织品的工业试剂。纳米碳管具有非常小的尺寸，具有C60的结构，能以类似于碳纤维的方式使用。特别是，纳米碳管的结构使其长宽比(长度/直径，L/D)可与长纤维相比。在一个代表性实施方式中，纳米碳管的长宽比小于10000。因此，纳米碳管的长宽比通常比传统短纤维例如短玻璃纤维和短碳纤维大很多。另外，纳米管也比传统碳纤维更轻，却比最好的传统碳纤维强度和刚性更大。这些材料的强度超过钢100倍，重量大约是其1/6。悬浮纳米碳管可以与初始材料复合在一起，或在形成纤维，膜，涂层，油墨或纺织品的任何阶段加入。
在另一个实施方式中，使用悬浮纳米碳管组合物中的纳米碳管来加强强度重量比，电子性能和热性能，包括但并不限于辐射防护，提高电容和介电特性。根据其直径，螺旋性(即碳原子在纳米管壁中的排列)，和层数(单壁或多壁)，纳米碳管具有介于导体和半导体之间的电子特性。因此它们可以加入电绝缘材料中，提高其导电性。另外据报道，机械强度大的纳米碳管具有大约1000到大约5000千兆帕的弯曲模量。另外，还可以将其作为高效，断裂显微结构，能防止在低应变情况下发生纯脆性破坏。
缠结会进一步降低纤维混合物的均匀性，因为这种纤维很难被均匀地分布在周围基质中。这会降低该混合物的机械强度，因为缺少均匀性会在混合物中纤维浓度较低和聚合物浓度较高处产生薄弱点。而且，纤维取向的随机性也会降低混合物的机械强度。这是因为(例如)当混合物中所有纤维都沿着其纵轴方向排列时，就能在指定方向上获得最大应变抗力。混合物偏离这种理想方向的程度越大，则该取向上混合物的应变抗力越小。从这方面看，本发明还包括通过控制纳米管的取向，提高机械性能。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被应用于燃料电池部件的制备的任意步骤中和/或燃料电池部件的设计中。燃料电池包括但并不限于固体氧化物燃料电池和聚合物电解质膜(PEM)燃料电池(也被称为质子交换膜燃料电池)。该实施方式包括但并不限于在制造PEM型燃料时使用悬浮纳米碳管，而不管最终产物是一种部件还是膜中的添加剂。其目的包括但并不限于防止膜的结垢和破裂。还包括但并不限于使用悬浮纳米碳管作为燃料电池膜中的添加剂，用以提高燃料储量和提高离子迁移率和离子选择性。离子包括但不限于H+，OH-，和CH3 +的氢。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被用于制造储存器件的过程中，例如，电荷储存器件(超级电容)或电化学和气相储氢器件。纳米碳管具有1000数量级的长宽比，能很理想地被用于纤维形式的高强度材料，并为气体储存用途提供巨大的表面积。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被用于制造电池的过程中。电池包括但并不限于锂离子电池和锂电池。在该实施方式中，使用纳米碳管的目的包括但并不限于提高储能容量，提高再循环能力，电容，强度重量比。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物用作分子电子学和复合物体系中的工业试剂。工业试剂的定义是，单独使用或与其他试剂共同使用的一种物质，能通过某种方法被用来制造一种材料，器件或***。纳米管组合材料和体系包括但并不限于油漆，涂层，塑料和生物化合物。纳米管复合材料和体系在燃料部件，电池，增强剂，汽车面板，航天工业，运动器械和日用品工业中都有用途。
人们对纳米电子学和分子电子学具有很大兴趣。单壁纳米管有两种形式，金属的或半导体的。这使该材料对各种电子用途都是理想的，例如构成分子电路，开关，和导电膜，绝缘膜与半导体膜中的增强剂。悬浮纳米碳管可以通过自组装和/或悬浮纳米碳管在表面上的流动，形成晶体管。在一个特定实施方式中，对悬浮纳米碳管和/或表面进行官能化，更好地控制自组装。如果存在纳米磁体或纳米颗粒掺杂物(如上所述)时，悬浮纳米碳管还可以用来制造记忆存储器件。悬浮纳米碳管的自组装还能被用来制造场发射器件，例如用纳米管作为场发射器。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被用来制造膜结构。膜结构的定义是，具有以几何方式排列或随机的结构的孔隙的结构。这种膜的目的包括但并不限于合成皮肤，搭桥，包衣和瓣膜的生物用途。
在另一个实施方式中，悬浮纳米碳管组合物被用来制造传感器和致动。传感应器的例子包括但并不限于单分子传感应器或传感器件。
悬浮纳米碳管的其他非限制性用途例子包括光电子和全光学开关，透镜，探针，激光器，纳米电磁***(NEMS)，电路学和纳米电子学，纳米机械(例如，连接纳米马达)，神经网络(用于连接的纳米电极)，纳米计算机，量子计算机，高密度磁存储器或存储介质，光子晶体，纳米晶体天线，多重纳米阱检测盘，纳米催化剂(例如钯)，单分子DNA排序的纳米孔隙(如果使用短纳米管的话)，电信放大器(大约7纳米PbSe和PbS量子点，可调缝隙接近1500纳米)。其用途包括，记忆体或存储器件(例如，硬盘驱动器读写头，磁性RAM)，磁场传感器，磁性逻辑器件，逻辑门以及开关。
实施例
实施例5.1-纳米碳管的悬浮
蒸馏水中给定量提纯的纳米碳管看上去是未分散的黑色团块，将其在真空烘箱中干燥。所用表面活性剂是鲸蜡基三甲基溴化铵(CTAB)。水相溶液中CTAB的临界胶束浓度(CMC)是0.9毫摩尔/升。当温度高于Krafft点而且浓度小于该CMC时，该表面活性剂以未缔合分子形式存在于溶液中(J.L.Moilliet和B.Collie，表面活性(D.Van Nostrand Co.，NY 1951)，参见G.J.T.Tiddy，物理报告57，2(1980))。低于Krafft点时(对于CTAB大约是22℃)，大部分表面活性剂从悬浮液中结晶出来，并沉淀至容器底部。高于Krafft点和高于CMC时，CTAB先形成球形胶束，然后变成CTAB浓度较高的棒状胶束。
将此干燥的纳米管团块加入具有不同选定重量％的CTAB/水的储液中，并进行超声处理。黑色纳米管团块立刻碎裂并形成不透明的溶液。以显微镜观察其薄层时，该不透明溶液看上去象一个均匀的灰色背景，具有若干未溶解的各种尺寸(0.5-2微米)的纳米管材料团块。例如，在2重量％的CTAB溶液中获得大约5-6克/升的纳米管悬浮液，这是CTAB的CMC的三倍。该溶液的AFM表征说明该溶解的纳米管/CTAB复合物在合理的尺寸限度内。
实施例5.2-悬浮纳米碳管的稳定性
将实施例5.1的悬浮纳米碳管储存若干星期的长时间，一些悬浮的纳米管析出。这可能是因为样品储存温度比CTAB的Krafft点略低所致。(实验室平均温度是19-22℃。)析出物质的外观是海绵状黑色团块。凝结的另一个可能机理是消耗絮凝(参见，A.G.Yodh等人，Phil.Trans.R.Soc.Lond.A 359，921-937(2001))。残余溶液保持不透明。这些经老化样品保持实施方式5.1(5-6克/升)所引用的值。
吸附于纳米管表面的透明残余表面活性剂使剩余的悬浮液稳定。对吸附于石墨表面的表面活性剂的研究表明，阳离子表面活性剂以半圆筒形胶束聚集物的平行，带形状被吸附(S.Manne等人，《科学》270，1480(1995)；关于吸附于石墨表面的链烷烃的详细讨论参见A.J.Groszek，Proc.Roy.Soc.LondonSer.，A314，473(1970))。纳米管的曲率在一定程度修改了其结构图象，因为CTAB长度略小于单壁纳米管半径的两倍(14埃或1.4纳米)。所提出的一种结构是在纳米管上增加了表面活性剂的一些半斑点，它起到缓冲作用，提高NT之间的平均距离，并将范德华吸引力降至低于热能的水平。
实施例5.3-悬浮纳米碳管的制备
将用标准方法提纯单壁纳米碳管，称取0.1453克。将10.005克煮沸去离子水(DI水)与此SWNT混合。向该混合物中加入0.1994克CTAB。在超声浴中将该混合物超声处理2分钟，然后在25℃放置过夜。将混合物再超声处理1小时。取出已知分量的一份悬浮液，将其置于预称重的培养皿中在真空烘箱中干燥，从而测量浓度。完全干燥之后，测量培养皿加上该份悬浮液的质量。因为CTAB的浓度和培养皿质量都已知，所以能从中计算出干燥后剩余SWNT的质量。在上述实验中，测得水和表面活性剂中SWNT的浓度是12克/升。
表面活性剂浓度优选至少比CTAB的CMC高10-100倍(CMC CATB＝0.9×10-3摩尔/升或0.328克/升)，以便能有效悬浮纳米管。还优选温度保持高于22℃，这是CTAB的Kraft点，其定义是低于该温度时，表面活性剂的胶束就不溶于该液体中。
用光学透明度和旋涂于云母上的样品的AFM来表征样品。将一个这种样品与聚苯乙烯磺酸酯混合，该混合物薄膜的AFM表明纳米管以单管和较小管束形式被嵌入在聚合物中。较小束的直径不超过5纳米。该过程对CTAB进行了优化。其他表面活性剂和聚合表面活性剂可能因为它们与选定液体之间的粘度差异以及它们的CMC和/或液体晶相转变范围的差别，而需要不同的温度和浓度。
实施例5.4-悬浮纳米碳管的各种浓度
在一个实施方式中，用0.1957克CTAB，10.086克煮沸的去离子水和0.0378克提纯的SWNT(从HiPco法获得：一种大规模制造单壁纳米碳管的气相方法)形成3.8克/升浓度SWNT在水和CTAB中的悬浮液。
在另一个实施方式中，用0.1977克CTAB，10.0196克煮沸的DI水和0.0777克提纯的SWNT(从HiPco法获得)形成悬浮液，SWNT在水和CTAB中的最终浓度是7.8克/升。
在另一个实施方式中，用0.1994克CTAB，10.005克煮沸DI水和0.1453克纯化SWNT(从HiPco法获得)形成悬浮液。测得该悬浮液中分散纳米管的浓度，在水和表面活性剂中是12克/升SWNT。
用于制造这些悬浮液的SWNT是通过HiPco法制备的，从CNI，Inc.(Houston，TX)购得。这些悬浮液都经过大约1小时的超声处理使其分散。这些悬浮液的AFM是在旋涂于云母基片的样品上测得的，显示了涂覆有表面活性剂的独立纳米管和较小管束(3-5根管)的存在。加入甲醇从悬浮液中除去表面活性剂，就使纳米管发生絮凝。
这里引用的所有参考文献都以其整体并在相同程度上参考结合于此，就如同各个独立出版物，专利或专利申请都个别地以其整体参考结合于此一样。
可以在不超出其原理和范围对本发明作出许多改进和变化，这对本领域技术人员是显而易见的。这里所述的一些具体实施方式仅供说明之用，本发明范围仅由权利要求所限定。

Claims (29)

1.一种组合物，包含
一种液体；
一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂；
纳米碳管；
其中，所述液体，表面活性剂和该纳米碳管的比例适合于该纳米碳管的悬浮。
2.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述纳米碳管是单壁或多壁纳米碳管。
3.如权利要求2所述组合物，其特征在于，所述纳米碳管是单壁纳米碳管。
4.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述液体是水性液体，醇，有机液体，无机液体或它们的一种混合物。
5.如权利要求4所述组合物，其特征在于，所述液体是一种凝结的气体。
6.如权利要求4所述组合物，其特征在于，所述水性液体是氟化钠，氯化钠，溴化钠，碘化钠，氟化钙，氯化钙，碘化钙，溴化钙，硫酸钠，亚硫酸钠，氟化镁，氯化镁，溴化镁，碘化镁，氟化铵，溴化铵，氯化铵或碘化铵的水溶液。
7.如权利要求4所述组合物，其特征在于，所述有机液体是醇，醚，烃，环烃或芳香环。
8.如权利要求7所述组合物，其特征在于，所述醇是饱和的单价直链，支链，或环的羟基化烃。
9.如权利要求8所述组合物，其特征在于，所述醇是甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，丁醇，仲丁醇，叔丁醇，戊醇或己醇。
10.如权利要求4所述组合物，其特征在于，所述无机液体是一种酸或一种碱。
11.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述表面活性剂是一种烷基铵表面活性剂。
12.如权利要求11所述组合物，其特征在于，所述烷基铵表面活性剂具有以下结构式：
Figure A038057530003C1
其中，R1，R2，R3，和R4各自分别是烷基，Z-是抗衡离子。
13.如权利要求12所述组合物，其特征在于，所述铵表面活性剂是一种三甲基铵表面活性剂。
14.如权利要求13所述组合物，其特征在于，所述三甲基铵表面活性剂是氟化鲸蜡基三甲基铵，氯化鲸蜡基三甲基铵，溴化鲸蜡基三甲基铵或碘化鲸蜡基三甲基铵。
15.如权利要求1所述组合物，其特征在于，所述表面活性剂是一种阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。
16.如权利要求15所述组合物，其特征在于，所述阳离子表面活性剂是：具有以下结构式的烷基二甲基苄基铵化合物：
Figure A038057530003C2
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子；
具有以下结构式的烷基三甲基铵化合物：
其中，R是烷基，Z-是抗衡离子；
具有以下结构式的二烷基二甲基铵化合物：
Figure A038057530003C4
其中R是烷基，Z-是抗衡离子；或
具有以下结构式的三烷基甲基铵化合物：
Figure A038057530004C1
其中R是烷基，Z-是抗衡离子。
17.如权利要求15所述组合物，其特征在于，所述阴离子表面活性剂是：具有以下结构式的二酯磺基琥珀酸盐：
其中，R和R′各自分别是烷基，M+是第一族金属，n和m各自分别是从0到20的整数；
具有以下结构式的单酯磺基琥珀酸盐：
Figure A038057530004C3
其中，R是烷基，M+是第一族金属，n和m各自分别是从0到20的整数；
具有以下结构式的萘磺酸盐甲醛缩聚物：
Figure A038057530004C4
其中，M+是第一族金属，n是从1到大约5000的整数；和
具有以下结构式的苯磺酸盐：
Figure A038057530004C5
其中，R是烷基，M+是第一族金属。
18.一种悬浮纳米碳管的方法，包括：
将一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂，一种液体和一定量的纳米碳管混合，其中，所述液体，表面活性剂和纳米碳管的比例适合于该纳米碳管的悬浮。
19.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述纳米碳管是单壁或多壁纳米碳管。
20.如权利要求19所述方法，其特征在于，所述纳米碳管是单壁纳米碳管。
21.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述纳米碳管在与该液体和该表面活性剂混合之前是束，絮凝物，或绳形式的。
22.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述液体含量是约99.97-90.00％；所述表面活性剂含量是约0.01-10％；所述纳米碳管含量是约0.01-50克。
23.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述混合是在约0℃-175℃的温度下进行的。
24.如权利要求23所述方法，其特征在于，所述温度在0℃-20℃。
25.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述悬浮纳米碳管是在室温下形成的。
26.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述表面活性剂是溴化鲸蜡基三甲基铵。
27.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述方法还包括将该悬浮纳米碳管超声处理。
28.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述液体和表面活性剂是在接触该纳米碳管之前混合的。
29.一种组合物，包含：
一种液体；
一种能悬浮纳米碳管的表面活性剂；
纳米碳管；
其中，所述液体，表面活性剂和纳米碳管的比例适合于该纳米碳管的悬浮，使纳米碳管浓度为3.0克/升或更高。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100455509C (zh) * 2007-03-29 2009-01-28 浙江大学 利用单宁酸制作稳定的纳米碳管悬浮液的方法
CN101916854A (zh) * 2010-08-30 2010-12-15 上海交通大学 一种锂离子电池负极用硫化锌/碳复合材料的制备方法
US20120276799A1 (en) * 2007-07-09 2012-11-01 Nanocomp Technologies, Inc. Chemically-Assisted Alignment Nanotubes Within Extensible Structures
CN103101899A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 北京化工大学 一种基于复合胶束体系制备纳米材料薄膜的方法
TWI550675B (zh) * 2014-01-20 2016-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 電子發射裝置及電子發射顯示器
TWI550676B (zh) * 2014-01-20 2016-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 電子發射裝置及電子發射顯示器
CN107406625A (zh) * 2015-03-05 2017-11-28 阿科玛法国公司 基于碳的纳米填料的液体组合物用于铅电池电极配制物的用途

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6834439B2 (en) * 2002-05-21 2004-12-28 Mitutoyo Corporation Measuring tool, encoder and producing method of encoder
US7285591B2 (en) 2003-03-20 2007-10-23 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Polymer-nanotube composites, fibers, and processes
US20060154416A1 (en) * 2003-08-18 2006-07-13 Seitz Keith W Method of pad printing in the manufacture of capacitors
FR2859988A1 (fr) * 2003-09-18 2005-03-25 Nanoledge Dispersion de nanotubes dans des solvants organiques
JP4556409B2 (ja) * 2003-09-24 2010-10-06 東レ株式会社 カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法およびカーボンナノチューブ組成物
US7343059B2 (en) * 2003-10-11 2008-03-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Photonic interconnect system
US7682590B2 (en) * 2003-11-27 2010-03-23 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Carbon nanotube dispersed polar organic solvent and method for producing the same
JP2005290292A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology カーボンナノチューブ分散ポリイミド可飽和吸収体
JP4239848B2 (ja) * 2004-02-16 2009-03-18 富士ゼロックス株式会社 マイクロ波用アンテナおよびその製造方法
EP1737905B1 (en) * 2004-03-20 2007-10-24 Teijin Twaron B.V. Composite materials comprising ppta and nanotubes
JP3761561B1 (ja) * 2004-03-31 2006-03-29 株式会社物産ナノテク研究所 多様な構造を持つ微細な炭素繊維
CN1961102A (zh) * 2004-04-07 2007-05-09 艾考斯公司 用于碳纳米管组合物的短效粘度和稳定性改进剂
US7803262B2 (en) * 2004-04-23 2010-09-28 Florida State University Research Foundation Alignment of carbon nanotubes using magnetic particles
US7556746B2 (en) * 2004-06-03 2009-07-07 Nantero, Inc. Method of making an applicator liquid for electronics fabrication process
CN1313364C (zh) * 2004-06-16 2007-05-02 东元奈米应材股份有限公司 纳米碳管悬浮液及其制造方法
JP4581663B2 (ja) * 2004-07-27 2010-11-17 Ｎｏｋ株式会社 炭素材料薄膜の製膜方法
WO2006096203A2 (en) * 2004-08-02 2006-09-14 University Of Houston Carbon nanotube reinforced polymer nanocomposites
JP3776111B1 (ja) * 2004-08-31 2006-05-17 株式会社物産ナノテク研究所 炭素繊維構造体
DE102004048201B4 (de) * 2004-09-30 2009-05-20 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit Haftvermittlerschicht, sowie Verfahren zu deren Herstellung
US20090014691A1 (en) * 2004-10-01 2009-01-15 Imperial Chemical Industries Plc. Dispersions, films, coatings and compositions
CA2590684A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Nantero, Inc. Aqueous carbon nanotube applicator liquids and methods for producing applicator liquids thereof
CN1830753A (zh) 2005-03-10 2006-09-13 清华大学 碳纳米管组装方法和碳纳米管器件
US9169579B2 (en) * 2005-03-11 2015-10-27 New Jersey Institute Of Technology Carbon nanotube mediated membrane extraction
CN1840465B (zh) 2005-03-30 2010-09-29 清华大学 一维纳米材料器件制造方法
CN100572260C (zh) 2005-03-31 2009-12-23 清华大学 一维纳米材料器件的制造方法
DE102005023764A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Nanotubes umfassende Verbundsysteme und Verfahren ihrer Herstellung
US8663446B2 (en) * 2005-05-20 2014-03-04 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Electrochemical-codeposition methods for forming carbon nanotube reinforced metal composites
US7535462B2 (en) 2005-06-02 2009-05-19 Eastman Kodak Company Touchscreen with one carbon nanotube conductive layer
US7593004B2 (en) 2005-06-02 2009-09-22 Eastman Kodak Company Touchscreen with conductive layer comprising carbon nanotubes
US7645497B2 (en) 2005-06-02 2010-01-12 Eastman Kodak Company Multi-layer conductor with carbon nanotubes
US7744793B2 (en) 2005-09-06 2010-06-29 Lemaire Alexander B Apparatus and method for growing fullerene nanotube forests, and forming nanotube films, threads and composite structures therefrom
WO2007040257A1 (ja) * 2005-10-05 2007-04-12 Nippon Sheet Glass Company, Limited 有機無機複合膜が形成された物品およびその製造方法
EP1934138A2 (en) * 2005-10-14 2008-06-25 Dewan Fazlul Hoque Chowdhury Amphiphilic nanotubes and micelles comprising same for use in the delivery of biologically active agents
GB0520902D0 (en) 2005-10-14 2005-11-23 Chowdhury Dewan F H Nanotubes
KR101224785B1 (ko) * 2005-11-10 2013-01-21 삼성전자주식회사 다공성 글래스 템플릿을 이용한 나노와이어의 제조방법 및이를 이용한 멀티프로브의 제조방법
US20090045720A1 (en) * 2005-11-10 2009-02-19 Eun Kyung Lee Method for producing nanowires using porous glass template, and multi-probe, field emission tip and devices employing the nanowires
KR101167733B1 (ko) * 2005-11-16 2012-07-23 삼성전기주식회사 캡핑 리간드가 표면에 결합되어 있는 나노입자용 분산제, 이를 이용한 나노입자의 분산방법 및 이를 포함하는 나노입자 박막
KR100758933B1 (ko) * 2005-12-19 2007-09-14 인하대학교 산학협력단 탄소 나노 튜브의 흡착 방법 및 그 방법에 의하여 제조된섬유
JP2007169121A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 The Inctec Inc カーボンナノチューブ分散液
US7796123B1 (en) 2006-06-20 2010-09-14 Eastman Kodak Company Touchscreen with carbon nanotube conductive layers
KR100874219B1 (ko) * 2006-11-03 2008-12-15 한국과학기술원 계면활성제막이 표면에 고착된 탄소나노튜브의 제조방법 및 그의 제조 방법
JP4528324B2 (ja) * 2007-01-11 2010-08-18 本田技研工業株式会社 熱輸送流体およびその製造方法
JP2008201965A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Hokkaido Univ 微小カーボン強化プラスチック組成物及び微小カーボン強化プラスチック成形体
KR101519125B1 (ko) * 2007-04-20 2015-05-18 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 고경조 투명 도전체 및 그 제조 방법
JP5301793B2 (ja) * 2007-05-07 2013-09-25 国立大学法人北海道大学 再分散用微細炭素繊維集合塊およびその製造方法
JP5030057B2 (ja) * 2007-07-04 2012-09-19 国立大学法人九州大学 導電性カーボンナノチューブハニカムフィルムの作製
WO2009014959A2 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Tailorable dielectric material with complex permittivity characteristics
US20100206811A1 (en) * 2007-09-10 2010-08-19 National University Of Singapore Polymeric membranes incorporating nanotubes
US20100196246A1 (en) * 2007-10-09 2010-08-05 Headwaters Technology Innovation, Llc Methods for mitigating agglomeration of carbon nanospheres using a crystallizing dispersant
JP5339284B2 (ja) * 2008-03-04 2013-11-13 リンテック株式会社 粘着剤組成物及び粘着シート
WO2009136978A2 (en) * 2008-03-04 2009-11-12 Massachusetts Institute Of Technology Devices and methods for determination of species including chemical warfare agents
US8784603B2 (en) * 2008-04-28 2014-07-22 Florida State University Research Foundation, Inc. Actuator device including nanoscale fiber films
US9039900B2 (en) * 2008-05-09 2015-05-26 New Jersey Institute Of Technology Membrane distillation apparatus and methods
FR2932794A1 (fr) * 2008-06-18 2009-12-25 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'une suspension de nanotubes de carbone, suspension ainsi obtenue et kit pour la mise en oeuvre d'un tel procede
US20100055029A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Dong June Ahn Nanoporous ice for hydrogen storage
US7923709B1 (en) * 2008-11-18 2011-04-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Radiation shielding systems using nanotechnology
WO2010123482A2 (en) 2008-12-12 2010-10-28 Massachusetts Institute Of Technology High charge density structures, including carbon-based nanostructures and applications thereof
US8119074B2 (en) * 2008-12-17 2012-02-21 Centro de Investigacion en Materiales Avanzados, S.C Method and apparatus for the continuous production of carbon nanotubes
US7959972B2 (en) * 2008-12-18 2011-06-14 Maganas Thomas C Monomolecular carbon-based film for forming lubricious surface on aircraft parts
JP2010189214A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Hokkaido Univ セラミックス焼結体およびその製造方法
US8323439B2 (en) * 2009-03-08 2012-12-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Depositing carbon nanotubes onto substrate
US20100240900A1 (en) * 2009-03-23 2010-09-23 Headwaters Technology Innovation, Llc Dispersible carbon nanospheres and methods for making same
US8456073B2 (en) 2009-05-29 2013-06-04 Massachusetts Institute Of Technology Field emission devices including nanotubes or other nanoscale articles
WO2010144457A2 (en) 2009-06-09 2010-12-16 Ramesh Sivarajan Solution based nanostructured carbon materials (ncm) coatings on bipolar plates in fuel cells
WO2011044221A2 (en) 2009-10-06 2011-04-14 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for determining radiation
US20110171629A1 (en) * 2009-11-04 2011-07-14 Massachusetts Institute Of Technology Nanostructured devices including analyte detectors, and related methods
JP5696269B2 (ja) 2009-11-18 2015-04-08 コペリオン ゲーエムベーハー ポリマーとカーボンナノチューブに基づく複合材料の製造方法、この方法によって製造された複合材料及びその使用
US8540902B2 (en) * 2010-01-13 2013-09-24 CNano Technology Limited Carbon nanotube based pastes
EP2534181B1 (en) * 2010-02-12 2018-04-11 Nantero, Inc. Methods for controlling density, porosity, and/or gap size within nanotube fabric layers and films
KR101724064B1 (ko) * 2010-02-18 2017-04-10 삼성전자주식회사 전도성 탄소나노튜브-금속 복합체 잉크
KR101180263B1 (ko) * 2010-05-24 2012-09-06 한국기계연구원 열전분말과 이를 원료로 한 복합재료 및 이들의 제조방법
US8324487B2 (en) 2010-06-02 2012-12-04 Shen tongde Dispersible carbon nanotubes and method for preparing same
US20120171093A1 (en) 2010-11-03 2012-07-05 Massachusetts Institute Of Technology Compositions comprising functionalized carbon-based nanostructures and related methods
CN103201214B (zh) * 2010-11-05 2016-01-13 独立行政法人产业技术综合研究所 Cnt分散液、cnt成型体、cnt组合物、cnt集合体及它们的制造方法
KR102147002B1 (ko) 2011-06-24 2020-08-24 브레우어 사이언스 인코포레이션 향상된 전도도를 갖는 고도 용해성 탄소 나노튜브
DE102013004611B4 (de) * 2013-03-14 2014-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtung, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung
KR20150016852A (ko) * 2013-08-05 2015-02-13 제일모직주식회사 탄소나노튜브 분산액 및 이의 제조방법
JP6607593B2 (ja) * 2015-02-10 2019-11-20 国立大学法人 筑波大学 脱ミエリン化剤及び電極
WO2016179245A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 The Florida State University Research Foundation, Inc. Negative poisson ratio piezoresistive sensor and method of manufacture
WO2019090323A1 (en) 2017-11-06 2019-05-09 Massachusetts Institute Of Technology High functionalization density graphene

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2735055B2 (ja) 1995-11-30 1998-04-02 日本電気株式会社 カーボン・ナノチューブの精製方法
US5853877A (en) * 1996-05-31 1998-12-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for disentangling hollow carbon microfibers, electrically conductive transparent carbon microfibers aggregation film amd coating for forming such film
AU6044599A (en) * 1998-09-18 2000-04-10 William Marsh Rice University Chemical derivatization of single-wall carbon nanotubes to facilitate solvation thereof; and use of derivatized nanotubes
US6187823B1 (en) * 1998-10-02 2001-02-13 University Of Kentucky Research Foundation Solubilizing single-walled carbon nanotubes by direct reaction with amines and alkylaryl amines
JP2001048511A (ja) 1999-08-03 2001-02-20 Ricoh Co Ltd カーボンナノチューブ薄膜の製造方法、該カーボンナノチューブ薄膜を用いた電子放出素子と表示装置
US6682677B2 (en) * 2000-11-03 2004-01-27 Honeywell International Inc. Spinning, processing, and applications of carbon nanotube filaments, ribbons, and yarns
US6582047B2 (en) * 2000-11-17 2003-06-24 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing apparatus and ink jet printing method
US6783746B1 (en) * 2000-12-12 2004-08-31 Ashland, Inc. Preparation of stable nanotube dispersions in liquids
CA2465032A1 (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Hyperion Catalysis International, Inc. Polymer containing functionalized carbon nanotubes

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100455509C (zh) * 2007-03-29 2009-01-28 浙江大学 利用单宁酸制作稳定的纳米碳管悬浮液的方法
US20120276799A1 (en) * 2007-07-09 2012-11-01 Nanocomp Technologies, Inc. Chemically-Assisted Alignment Nanotubes Within Extensible Structures
CN101916854A (zh) * 2010-08-30 2010-12-15 上海交通大学 一种锂离子电池负极用硫化锌/碳复合材料的制备方法
CN103101899A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 北京化工大学 一种基于复合胶束体系制备纳米材料薄膜的方法
CN103101899B (zh) * 2011-11-15 2015-05-13 北京化工大学 一种基于复合胶束体系制备纳米材料薄膜的方法
TWI550675B (zh) * 2014-01-20 2016-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 電子發射裝置及電子發射顯示器
TWI550676B (zh) * 2014-01-20 2016-09-21 鴻海精密工業股份有限公司 電子發射裝置及電子發射顯示器
CN107406625A (zh) * 2015-03-05 2017-11-28 阿科玛法国公司 基于碳的纳米填料的液体组合物用于铅电池电极配制物的用途

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005530667A (ja) 2005-10-13
EP1472709A2 (en) 2004-11-03
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CA2473529A1 (en) 2003-07-24
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AU2003209248A1 (en) 2003-07-30

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