背景技术：
在碳纳米管生产制备过程中，由于引入了大量的无定型碳，再加之碳纳米管具有大的轴径比而发生卷曲，得到的成品碳纳米管缠结在一起，严重影响了碳纳米管在溶液中的分散性，造成制备的分散液中碳纳米管悬浮稳定性差，沉降速度快、易于团聚等缺点，限制了碳纳米管的应用范围。目前解决碳纳米管在溶液中分散性能差的问题，主要有利用浓酸处理羧基化、加入表面活性剂、加入偶联剂、表面涂层纳米金属颗粒等方法，实现对碳纳米管的表面改性，从而提高碳纳米管在溶液中的分散性。在这些已有的表面改性提高分散性的方法中，需要添加额外的表面活性剂，降低了碳纳米管的纯度，或者需要使用强酸加热，增加对环境污染和对碳纳米管产生损伤，或者需要多种添加剂及贵金属，工艺复杂不易控制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种方法简单、污染少的提高碳纳米管分散性的方法。本发明主要是将碳纳米管与硝酸钾和硝酸锂盐混合，加热到熔融状态，由硝酸根同碳纳米管表面的杂质基团及无定型碳反应，冷却后，过滤清洗得到在水溶液中具有高分散性的碳纳米管。
本发明的方法如下：
(1)碳纳米管和硝酸盐的混合
将纯度为99.0％硝酸钾和纯度为99.0％硝酸锂按重量比5:1的比例充分混合，将混合硝酸盐和管径10～100纳米的碳纳米管按重量比20～30:1的比例混合，放入玛瑙研钵中，每10克混合物滴加去离子水1毫升，研磨搅拌成灰黑色的糊状物，搅拌均匀后，放入真空烘箱中加热80℃烘烤24小时干燥；
(2)加热反应
将干燥后的碳纳米管与混合盐的混合物捣碎，放入耐热钢罐内，在其上盖上一层1～2mm厚的混合盐，在马弗炉中加热至300～350℃，加热保温时间为60～90分钟，取出空冷至室温；
(3)清洗及烘烤制得高分散性碳纳米管
将冷却后的含碳纳米管的混合熔盐中加入80℃的去离子水，每100克混合熔盐加入去离子水1升，待其完全溶解后，倒入容器中，反复漂洗，直至每升溶液中硝酸盐的含量小于0.1克，并用微孔滤膜抽滤，得到除净熔盐的碳纳米管黑色粉末；将滤出的碳纳米管黑色粉末放入真空烘箱中加热50℃烘烤24小时干燥，即得到具有高分散性的碳纳米管。
本发明与现有技术对比具有如下优点：
1、操做工艺简单，单次处理的碳纳米管用量没有限制，不需要用到硝酸等危险品，因而适用于从实验室的处理到大批量的工业生产。
2、碳纳米管的分散性提高显著，处理材料均匀无团聚。
3、上述提高分散性技术使碳纳米管表面去除了无定型碳粘连，使其表面均一带上含氧基团，且不损伤碳纳米管，属于柔性表面改性技术，为碳纳米管拓展应用领域创造了条件。
附图说明
图1是本发明实施例1中10～20纳米碳纳米管的透射电镜照片图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：将纯度为99.0％硝酸钾5克和纯度为99.0％硝酸锂1克充分混合，将混合硝酸盐和管径10～20纳米的碳纳米管200毫克混合，在玛瑙研钵中用胶头滴管滴加0.6毫升去离子水，研磨搅拌成灰黑色的糊状物，搅拌均匀后，放入真空烘箱中加热80℃烘烤24小时干燥；
步骤二：将干燥后的碳纳米管与混合盐6.2克捣碎，放入耐热钢罐内，在其上盖上一层1mm厚的混合硝酸盐，在马弗炉中加热至300℃，保温90分钟，取出空冷至室温；
步骤三：将冷却后含碳纳米管的混合熔盐中加入62毫升的80℃去离子水，待其完全溶解后，倒入烧杯中，反复漂洗，直至每升溶液中硝酸盐的含量小于0.1克，同时用微孔滤膜抽滤，得到除净熔盐的碳纳米管黑色粉末，将滤出的碳纳米管黑色粉末放入真空烘箱中加热50℃烘烤24小时干燥，即得到具有高分散性的管径10～20纳米的碳纳米管。
制备的10～20纳米的碳纳米管透射电镜照片如图1所示，图中显示碳纳米管可以均匀分散开，无损伤。
实施例2
步骤一：将纯度为99.0％硝酸钾8.33克和纯度为99.0％硝酸锂1.67克充分混合，将混合硝酸盐和管径60～100纳米的碳纳米管500毫克混合，在玛瑙研钵中用胶头滴管滴加1毫升去离子水，研磨搅拌成灰黑色的糊状物，搅拌均匀后，放入真空烘箱中加热80℃烘烤24小时干燥；
步骤二：将干燥后的碳纳米管与混合盐10.5克捣碎，放入耐热钢罐内，在其上盖上一层2mm厚的混合硝酸盐，在马弗炉中加热至350℃，在高温下保持60分钟，取出空冷至室温；
步骤三：将冷却后含碳纳米管的混合熔盐中加入105毫升80℃的去离子水，待其完全溶解后，倒入烧杯中，反复漂洗，直至每升溶液中硝酸盐的含量小于0.1克，同时用微孔滤膜抽滤，得到除净熔盐的碳纳米管黑色粉末，将滤出的碳纳米管黑色粉末放入真空烘箱中加热50℃烘烤24小时干燥，即得到具有高分散性的管径60～100纳米的碳纳米管。
实施例3
步骤一：将纯度为99.0％硝酸钾6.25克和纯度为99.0％硝酸锂1.25克充分混合，将混合硝酸盐和管径30～50纳米的碳纳米管300毫克混合，在玛瑙研钵中用胶头滴管滴加0.8毫升去离子水，研磨搅拌成灰黑色的糊状物，搅拌均匀后，放入真空烘箱中加热80℃烘烤24小时干燥；
步骤二：将干燥后的碳纳米管与混合盐7.8克捣碎，放入耐热钢罐内，在其上盖上一层1mm厚的混合硝酸盐，在马弗炉中加热至330℃，保温70分钟，取出空冷至室温；
步骤三：将冷却后含碳纳米管的混合熔盐中加入78毫升80℃的去离子水，待其完全溶解后，倒入烧杯中，反复漂洗，直至每升溶液中硝酸盐的含量小于0.1克，同时用微孔滤膜抽滤，得到除净熔盐的碳纳米管黑色粉末，将滤出的碳纳米管黑色粉末放入真空烘箱中加热50℃烘烤24小时干燥，即得到具有高分散性的管径30～50纳米的碳纳米管。