本发明涉及导电浆料，具体是一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料及其导电浆料。
背景技术：
1、单壁碳纳米管(swcnt)是一种特殊的同轴纳米材料，它的结构由单层碳原子排列成的管状形态构成，这种结构使得swcnt在纳米尺度上表现出独特的物理和化学性质，因此单壁碳纳米管在现代科技和工业中具有显著的价值，具体如下：首先，单壁碳纳米管优异的电导性和高度可控的电子特性使其成为新一代纳米电子器件的理想材料。单壁碳纳米管具有同轴结构的纳米材料能够有效地减小电流密度，减少器件中的热效应，从而提高器件的工作稳定性和寿命。此外，单壁碳纳米管的同轴纳米材料在复合材料领域也表现出了广泛的应用前景。其高强度和轻量化的特性使其成为高性能复合材料的关键组成部分。这些复合材料不仅可以显著提高结构材料的强度和韧性，还能减轻材料的总重量。这在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域具有重要意义。
2、然而，单壁碳纳米管在合成和应用过程中常表现出团聚现象，这种团聚会导致其在基体材料中的分布不均，从而影响其最终性能。因此需要提升swcnt的分散性能来确保其在复合材料中均匀分布，避免团聚导致的性能下降。这种均匀分布对于复合材料的力学性能、电导性能和热导性能都是至关重要的。另外，单壁碳纳米管还因其优异的导电性而被广泛应用于电子器件中，在高性能电子器件中，通过提升swcnt的高导电性可以降低电阻，提高器件的工作效率和响应速度。综上所述，提升单壁碳纳米管的分散性能和导电性能不仅能够改善其在复合材料中的均匀性和稳定性，还能显著提高其在电子器件、能量存储装置和其他高科技应用中的性能。
3、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料及其导电浆料。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料及其导电浆料，以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料，包括以下步骤：
4、步骤一：将聚乙烯吡咯烷酮溶解于甲醇中，再添加改性单壁碳纳米管，充分搅拌30-50min，得到悬浮液；将六水硝酸锌溶液添加至悬浮液中，充分搅拌1-2h，再添加2-甲基咪唑溶液继续搅拌1-2h，得到混合液；将混合液于60-70℃真空干燥10-12h，得到混合粉末；再将混合粉末升温至800-850℃煅烧3-4h，得到预处理单壁碳纳米管；
5、步骤二：将预处理单壁碳纳米管溶解于去离子水中，超声分散40-60min，得到分散液1；将六水硝酸镍和红磷添加至去离子水中，充分搅拌40-50min，得到分散液2；将分散液1和分散液2快速混合，于180-200℃水热反应15-18h，反应结束后经冷却、洗涤、干燥，得到一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料。
6、较为优化地，步骤一中，将六水硝酸锌溶解于甲醇中，得到六水硝酸锌溶液；将2-甲基咪唑溶解于甲醇中，得到2-甲基咪唑溶液。
7、较为优化地，步骤一中，聚乙烯吡咯烷酮、改性单壁碳纳米管、六水硝酸锌和的2-甲基咪唑的反应质量比为1.2：(3-4)：15：16。
8、较为优化地，改性单壁碳纳米管的制备过程为：将单壁碳纳米管添加至15-20wt％硝酸溶液中，超声分散50-60min，再于120-130℃搅拌反应3.5-4.0h，反应结束后真空过滤、洗涤、真空干燥，得到改性单壁碳纳米管。
9、较为优化地，步骤二中，预处理单壁碳纳米管、六水硝酸镍和红磷的反应质量比为(0.4-0.5)：0.15：0.6。
10、一种基于所述同轴纳米材料制备的导电浆料，包括以下步骤：s1：将4,4'-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷混合，再添加催化剂三苯基膦，于120-130℃进行开环反应3-6h，反应结束后经旋蒸、萃取、干燥，得到中间产物；再将α-环糊精添加至0.02-0.03mg/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌升温至50-60℃，再添加中间产物恒温继续反应45-50h，反应结束后经冷却、过滤、旋蒸、回流抽提、再旋蒸、真空干燥，得到分散剂；
11、s2：将分散剂添加至去离子水中，充分搅拌30-40min，再添加同轴纳米材料，研磨至平均颗粒粒径为7-8μm，得到导电浆料。
12、较为优化地，步骤s1中，分散剂各组分含量为：以质量份数计，64-68份4,4'-二羟基二苯甲酮、55-60份环氧氯丙烷、0.4-0.5份三苯基膦、10-12份α-环糊精、0.0004-0.0006份氢氧化钠。
13、较为优化地，步骤s2中，导电浆料各组分含量为：以质量分数计，8-12％同轴纳米材料、2-3％分散剂，余量为去离子水。
14、本发明的有益效果：
15、本发明的特点在于，步骤一中，通过添加聚乙烯吡咯烷酮、改性单壁碳纳米管、六水硝酸锌和2-甲基咪唑，得到混合液；再将混合液真空干燥、高温煅烧，得到预处理单壁碳纳米管。该步骤中通过原位生长的方法，利用金属有机骨架mof材料焊接改性单壁碳纳米管，得到具有高孔隙率的三维导电网络结构，通过该步骤的处理，可以提升单壁碳纳米管导电性能。
16、本发明的特点在于，步骤二中将预处理单壁碳纳米管、六水硝酸镍和红磷溶解于去离子水中，混合后经水热反应得到一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料。该步骤在预处理单壁碳纳米管的表面通过水热反应生长了富镍金属磷化物，该物质具有良好的电性能，因此通过在具有三维导电网络结构的预处理单壁碳纳米管表面进一步生长导电材料，可以促进三种导电材料协同作用，从而显著提升单壁碳纳米管的导电性能，得到具有优异导电性能的同轴纳米材料。
17、本发明的特点在于，制备导电浆料时通过添加4,4'-二羟基二苯甲酮、环氧氯丙烷、α-环糊精和氢氧化钠，得到分散剂；再通过添加分散剂、同轴纳米材料和去离子水，经充分研磨，得到导电浆料。该步骤中4,4'-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷通过开环反应，制备得到一种中间产物，该中间产物具有大苯环和氯基。更进一步的，将该中间产物和α-环糊精、氢氧化钠发生取代反应，制备得到一种分散剂，该分散剂具有大量的环状结构可以和碳纳米管通过氢键等相互作用形成包覆层，该包覆层可以削减碳纳米管间的团聚现象，提升碳纳米管的分散作用。综上，本发明制备得到的导电浆料具有良好的的导电性能和分散性能，因此在导电浆料技术领域具有广阔的应用前景。
1.一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，将六水硝酸锌溶解于甲醇中，得到六水硝酸锌溶液；将2-甲基咪唑溶解于甲醇中，得到2-甲基咪唑溶液。
3.根据权利要求1所述的一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，聚乙烯吡咯烷酮、改性单壁碳纳米管、六水硝酸锌和的2-甲基咪唑的反应质量比为1.2：(3-4)：15：16。
4.根据权利要求3所述的一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料的制备方法，其特征在于：改性单壁碳纳米管的制备过程为：将单壁碳纳米管添加至15-20wt％硝酸溶液中，超声分散50-60min，再于120-130℃搅拌反应3.5-4.0h，反应结束后真空过滤、洗涤、真空干燥，得到改性单壁碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，预处理单壁碳纳米管、六水硝酸镍和红磷的反应质量比为(0.4-0.5)：0.15：0.6。
6.一种基于单壁碳纳米管的同轴纳米材料，其特征在于，根据权利要求1-5中任一项所述制备方法制备得到。
7.一种基于权利要求6所述同轴纳米材料制备的导电浆料，其特征在于：包括以下步骤：s1：将4,4'-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷混合，再添加催化剂三苯基膦，于120-130℃进行开环反应3-6h，反应结束后经旋蒸、萃取、干燥，得到中间产物；再将α-环糊精添加至0.02-0.03mg/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌升温至50-60℃，再添加中间产物恒温继续反应45-50h，反应结束后经冷却、过滤、旋蒸、回流抽提、再旋蒸、真空干燥，得到分散剂；
8.根据权利要求7所述的一种导电浆料，其特征在于：步骤s1中，分散剂各组分含量为：以质量份数计，64-68份4,4'-二羟基二苯甲酮、55-60份环氧氯丙烷、0.4-0.5份三苯基膦、10-12份α-环糊精、0.0004-0.0006份氢氧化钠。
9.根据权利要求7所述的一种导电浆料，其特征在于：步骤s2中，导电浆料各组分含量为：以质量分数计，8-12％同轴纳米材料、2-3％分散剂，余量为去离子水。