相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2014年5月22日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2014-0061880號(hào)和于2015年5月14日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2015-0067343號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。本發(fā)明涉及用于制備碳納米管的方法以及使用所述方法獲得的碳納米管的分散體組合物，所述方法能夠更有效地制備尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管。
背景技術(shù)：
：碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和機(jī)械特性等，因此已經(jīng)進(jìn)行了研究并嘗試在例如以下的多種領(lǐng)域和應(yīng)用中將碳納米管用作導(dǎo)電材料或多種樹(shù)脂組合物的增強(qiáng)材料等：導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料或電池用導(dǎo)電材料。這些碳納米管主要通過(guò)例如CVD的方法來(lái)合成。由此合成的碳納米管的形狀通常為碳納米管束，其中長(zhǎng)度為數(shù)十微米的長(zhǎng)碳納米管像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)。然而，為了利用碳納米管的特性如優(yōu)異的導(dǎo)電性和機(jī)械特性，需要通過(guò)粉碎或解纏這些碳納米管束來(lái)均勻地獲得長(zhǎng)度和尺寸小的碳納米管。先前，已知有很多用于粉碎或解纏碳納米管束的方法。其中，主要使用的是濕式或干式物理法。當(dāng)然，也考慮使用化學(xué)粉碎或解纏碳納米管束的方法，但是在這種情況下，可能在最終形成的碳納米管中產(chǎn)生很多缺陷，這可能導(dǎo)致碳納米管的特性劣化。關(guān)于上述干式物理粉碎或解纏方法，主要采用的是例如球磨或噴射研磨的方法。而關(guān)于濕式物理粉碎或解纏方法，主要采用的是通過(guò)將碳納米管束與分散劑一起均勻地分散在液體介質(zhì)中并進(jìn)行基于溶液的球磨或者通過(guò)使用超聲波照射的方法來(lái)粉碎或解纏碳納米管束的方法。然而，通過(guò)先前公知的干式物理粉碎或解纏方法，雖然在一定程度上可以減小碳納米管束的尺寸，但是實(shí)際上對(duì)解開(kāi)和解纏纏結(jié)的碳納米管束存在限制。因此，甚至在最終產(chǎn)生的碳納米管中也存在大量呈纏結(jié)束形式的顆粒。這使得難以在利用碳納米管的特性如優(yōu)異的導(dǎo)電性時(shí)有效地使用碳納米管。此外，由于基于溶液的濕式球磨方法也具有類(lèi)似的問(wèn)題，因此不能有效地解纏纏結(jié)的束并使得難以有效地使用最終產(chǎn)生的碳納米管。此外，在濕式粉碎或解纏方法中的超聲波照射法的情況下，粉碎碳納米管束的效果不足，因此存在這樣的缺點(diǎn)：為了粉碎或解纏這些束，需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行該步驟并且難以應(yīng)用于碳納米管的大量生產(chǎn)。由于那些現(xiàn)有技術(shù)方法的問(wèn)題，持續(xù)不斷地需要這樣的用于制備碳納米管的方法：其能夠有效地解纏或粉碎像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束并且容易地制備尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供了用于制備碳納米管的方法，其能夠有效地解纏或粉碎像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束并且容易地制備尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管。本發(fā)明還提供了碳納米管分散體組合物，其中尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管均勻地分散在極性溶劑中，所述分散體組合物包含通過(guò)使用以上制備方法獲得的碳納米管。技術(shù)方案本發(fā)明提供了用于制備碳納米管的方法，其包括以下步驟：形成包含具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束、分散劑和溶劑的分散體；以及使所述分散體連續(xù)穿過(guò)高壓均質(zhì)器，所述高壓均質(zhì)器包括入口、出口以及連接所述入口和所述出口且直徑為微米級(jí)的微通道，其中所述分散劑為多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且包括含有量為60重量％或更大的分子量為300至1000的多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且使所述具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束在穿過(guò)所述微通道時(shí)在施加剪切力下粉碎或解纏以形成具有比所述第一長(zhǎng)度短的第二長(zhǎng)度的碳納米管。在碳納米管的制備方法中，碳納米管束的第一長(zhǎng)度可為20μm或更長(zhǎng)，而由其最終制備的碳納米管的第二長(zhǎng)度可為約0.1μm至10μm。此外，分散體可為其中碳納米管束和分散劑溶解或分散在水性溶劑或極性有機(jī)溶劑中的分散體。此外，當(dāng)對(duì)分散劑中包含的多種多環(huán)芳烴氧化物進(jìn)行元素分析時(shí)，基于總的元素含量，分散劑的氧含量可為約12重量％至50重量％。此外，分散劑中包含的多環(huán)芳烴氧化物可具有其中一個(gè)或更多個(gè)含氧官能團(tuán)與含有5至30個(gè)或7至20個(gè)苯環(huán)的芳族烴鍵合的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在上述碳納米管的制備方法中，高壓均質(zhì)器的微通道的直徑可為約50μm至800μm。此外，當(dāng)可在施加約100巴至3000巴的壓力下將分散體引入高壓均質(zhì)器的入口并使其穿過(guò)微通道時(shí)，碳納米管束可以被粉碎并解纏，從而制備具有更小的第二長(zhǎng)度的碳納米管。上述碳納米管的制備方法還可包括從穿過(guò)高壓均質(zhì)器的分散體中回收并干燥具有第二長(zhǎng)度的碳納米管。在這種情況下，回收步驟可以通過(guò)離心、真空過(guò)濾或加壓過(guò)濾來(lái)進(jìn)行，并且干燥步驟可以通過(guò)在約30℃至200℃的溫度下進(jìn)行真空干燥來(lái)進(jìn)行。同時(shí)，本發(fā)明提供了通過(guò)上述方法制備的碳納米管的分散體組合物，這樣的分散體組合物包含：表面物理附著有分散劑的碳納米管，所述分散劑為多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且包括含有量為60重量％或更大的分子量為300至1000的多環(huán)芳烴氧化物的混合物；以及用于使所述碳納米管溶解或分散的極性溶劑。在這樣的分散體組合物中，碳納米管通過(guò)上述方法制備并且可具有其中束被完全解開(kāi)并解纏的形狀。碳納米管可具有約0.1μm至10μm的微細(xì)第二長(zhǎng)度。此外，分散體組合物可以通過(guò)以下步驟來(lái)制備：形成表面物理附著有分散劑的碳納米管，然后使其溶解或分散在極性溶劑中。此外，在分散體組合物中，極性溶劑可包括選自以下的一種或更多種：水、NMP、丙酮、DMF、DMSO、乙醇、異丙醇、甲醇、丁醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-甲氧基丙醇、THF、乙二醇、吡啶、二甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙基酮、丁酮、α-萜品醇、甲酸、乙酸乙酯和丙烯腈。此外，在分散體組合物中，基于100重量份的極性溶劑，表面物理附著有分散劑的碳納米管可以約50重量份或更少的量包含在內(nèi)。上述碳納米管分散體組合物為極性溶劑中分散有高濃度的碳納米管的組合物，其可以?xún)?yōu)選地用于制備具有多種用途的組合物或復(fù)合材料，例如導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料或電池用導(dǎo)電材料。有益效果根據(jù)本發(fā)明，由于高壓均質(zhì)器的使用以及特定分散劑的使用，像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束可以被有效地解纏或粉碎，并且可以容易地制備尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管。由此獲得的碳納米管可以在具有特定分散劑的多種極性溶劑中顯示出優(yōu)異的再分散性，并且因此所述碳納米管可以?xún)?yōu)選地用于制備具有多種應(yīng)用的組合物或復(fù)合材料等，例如導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料或電池用導(dǎo)電材料。最后，根據(jù)本發(fā)明，可有效地制備尺寸均勻且微細(xì)的處于各個(gè)顆粒充分解開(kāi)的狀態(tài)的碳納米管。這些碳納米管可以以高濃度再分散在多種極性溶劑中以獲得其分散體組合物。因此，當(dāng)有效地利用碳納米管的優(yōu)異特性如優(yōu)異的導(dǎo)電性或機(jī)械特性時(shí)，可優(yōu)選將其用于多個(gè)領(lǐng)域和應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1是示出可用于一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法的高壓均質(zhì)器的原理的概要示意圖。圖2a和2b(在400至500的分子量范圍內(nèi)的放大圖)是示出通過(guò)用MALDI-TOF質(zhì)譜對(duì)用于制備例的分散劑的制備的瀝青(pitch)的分子量分布進(jìn)行分析獲得的結(jié)果的圖。圖3a和3b(在400至500的分子量范圍內(nèi)的放大圖)是示出通過(guò)用MALDI-TOF質(zhì)譜對(duì)制備例1中獲得的分散劑的分子量分布進(jìn)行分析獲得的結(jié)果的圖。圖4是示出通過(guò)用13CCPMASNMR分別對(duì)制備例1的瀝青和分散劑進(jìn)行分析獲得的分析結(jié)果的圖。圖5是示出通過(guò)用FT-IR分別對(duì)制備例1的瀝青和分散劑進(jìn)行分析獲得的分析結(jié)果的圖。圖6是示出通過(guò)用MALDI-TOF質(zhì)譜對(duì)制備例2至4中獲得的每一種分散劑的分子量分布進(jìn)行分析獲得的分析結(jié)果的圖。圖7示出制備例1和比較例1至3中獲得的每一種碳納米管的電子顯微照片以及用作原材料的碳納米管束的電子顯微照片。圖8示出比較例4中獲得的碳納米管的電子顯微照片。圖9是實(shí)驗(yàn)例2中使實(shí)施例1中獲得的碳納米管再分散在多種溶劑中之后用肉眼觀察到的示出再分散性的評(píng)估結(jié)果的照片。圖10是實(shí)驗(yàn)例3中使用實(shí)施例1的碳納米管制備膜之后示出薄層電阻的測(cè)量結(jié)果的照片。圖11是使用實(shí)施例1和比較例1至3的碳納米管制備負(fù)電極之后，示出對(duì)通過(guò)電子顯微鏡觀察到的表面狀態(tài)進(jìn)行比較的照片。圖12是示出對(duì)通過(guò)分別使用包含實(shí)施例1和比較例3的碳納米管以及炭黑的導(dǎo)電材料制備的鋰二次電池的容量保持率和循環(huán)壽命特性進(jìn)行比較的照片。具體實(shí)施方式下文中，將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案的碳納米管制備方法以及碳納米管分散體組合物。以下描述中所使用的一些術(shù)語(yǔ)可如下定義。首先，在以下描述中，術(shù)語(yǔ)“分散劑”可指用于使其他組分(例如，碳納米管束或由其制備的碳納米管等)在水性溶劑、有機(jī)溶劑或其他液體介質(zhì)中均勻分散的任何組分。其中待分散的其他組分如“分散劑”和碳納米管分散在液體介質(zhì)中的組合物可稱(chēng)作“分散體”或“分散體組合物”，并且這樣的“分散體”或“分散體組合物”可以以不同的狀態(tài)存在，例如液態(tài)、漿態(tài)或糊態(tài)。此外，這樣的“分散體”或“分散體組合物”可用于多種應(yīng)用，例如以下將描述的在碳納米管制備過(guò)程中使用的組合物；用于二次電池的導(dǎo)電材料組合物；在多種電池、顯示器、器件等的制備方法中使用的電極用組合物或?qū)щ娊M合物；用于二次電池等的活性材料組合物；用于制備多種聚合物或樹(shù)脂復(fù)合材料的組合物；或者在多種電子材料、器件等的制備過(guò)程中使用的墨或糊料組合物；但是其用途并沒(méi)有特別限制。若只有“分散劑”和待分散的組分一起包含在液體介質(zhì)中，則無(wú)論其狀態(tài)或用途如何，均可將其限定為屬于“分散體”或“分散體組合物”的類(lèi)別。此外，在以下描述中，“多環(huán)芳烴”可指這樣的芳族烴化合物，其中芳族環(huán)如兩個(gè)或更多個(gè)、或者五個(gè)或更多個(gè)苯環(huán)鍵合并包含在單個(gè)化合物結(jié)構(gòu)中。此外，“多環(huán)芳烴氧化物”可指其中一個(gè)或更多個(gè)含氧官能團(tuán)通過(guò)上述“多環(huán)芳烴”與氧化劑的反應(yīng)鍵合在化學(xué)結(jié)構(gòu)中的任何化合物。本文中，待通過(guò)與氧化劑的反應(yīng)引入“多環(huán)芳烴”的含氧官能團(tuán)可為可與芳族環(huán)鍵合的任何官能團(tuán)，并且在所述官能團(tuán)中包含一個(gè)或更多個(gè)氧，例如羥基、環(huán)氧基、羧基、硝基或磺酸基。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于制備碳納米管的方法，所述方法包括以下步驟：形成包含具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束、分散劑和溶劑的分散體；以及使所述分散體連續(xù)穿過(guò)高壓均質(zhì)器，所述高壓均質(zhì)器包括入口、出口以及連接所述入口和所述出口且直徑為微米級(jí)的微通道，其中所述分散劑為多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且包括含有量為60重量％或更大的分子量為300至1000的多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且使所述具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束在穿過(guò)所述微通道時(shí)在施加剪切力下粉碎或解纏以形成具有比所述第一長(zhǎng)度短的第二長(zhǎng)度的碳納米管。在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法中，在特定分散劑的存在下使通過(guò)常規(guī)方法(如CVD)合成的碳納米管束均勻地分散在溶劑中之后，可以使這些束穿過(guò)高壓均質(zhì)器，由此允許進(jìn)行粉碎或解纏。通過(guò)該過(guò)程，可制備比具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束更短的具有第二長(zhǎng)度的碳納米管。特別地，可有效地將其中長(zhǎng)碳納米管像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管解開(kāi)，由此制備其中尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管顆粒以充分解開(kāi)的狀態(tài)存在的碳納米管。特別地，如以下實(shí)施例所支持的，已經(jīng)確定，與先前公知的其他干式或濕式粉碎或解纏方法相比，由于使用高壓均質(zhì)器對(duì)碳納米管束進(jìn)行粉碎或解纏，像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束可以被更有效地解纏，并且可以有效地在短時(shí)間內(nèi)獲得尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管。此外，在一個(gè)實(shí)施方案的方法中，使用了稍后將描述的特定分散劑。雖然下文中將更詳細(xì)地描述，但是已發(fā)現(xiàn)，由于其結(jié)構(gòu)特征，這樣的分散劑可以表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性以使高濃度的碳納米管束或碳納米管均勻地分散。由于所述分散劑的優(yōu)異分散性，在一個(gè)實(shí)施方案的制備方法中作為原材料的碳納米管束可以以高濃度更均勻地分散。因此，在這樣的最優(yōu)分散狀態(tài)下將所述原材料粉碎并解纏，并因此，可以更容易地制備呈充分解開(kāi)狀態(tài)的尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管。此外，由于分散劑可以保持物理附著在最終形成的碳納米管表面的狀態(tài)，因此通過(guò)一個(gè)實(shí)施方案的方法制備的碳納米管自身可在多種極性溶劑中顯示出優(yōu)異的分散特性。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的方法，可更容易并有效地獲得其中尺寸均勻且微細(xì)的顆粒以充分解開(kāi)的狀態(tài)存在的碳納米管。此外，在利用這些碳納米管的優(yōu)異特性時(shí)，可以?xún)?yōu)選地將其應(yīng)用于多種用途。同時(shí)，下文中，將更詳細(xì)地描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法的每個(gè)步驟。如上所述在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管的制備方法中，首先，可形成包含具有第一長(zhǎng)度的碳納米管束、分散劑和溶劑的分散體。本文中，碳納米管束可以通過(guò)先前用于合成碳納米管的任何方法(如CVD)合成，并且其可處于具有第一長(zhǎng)度(例如，約20μm或更長(zhǎng)，或者約30μm或更長(zhǎng)，或者約50μm或更長(zhǎng)，或者約20μm至500μm的極長(zhǎng)長(zhǎng)度)的碳納米管像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的狀態(tài)。這些碳納米管束的第一長(zhǎng)度可通過(guò)用掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)等對(duì)其進(jìn)行觀察和分析的方法來(lái)測(cè)量。由于碳納米管束為其中非常長(zhǎng)的碳納米管束像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的形式，因此難以將其用于各種組合物或復(fù)合材料。在對(duì)像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管進(jìn)行解纏時(shí)，將其粉碎成均勻且微細(xì)的尺寸以制備期望的碳納米管，然后其應(yīng)用是必須的。此外，所述分散體可為其中碳納米管束和分散劑溶解或分散在水性溶劑或極性有機(jī)溶劑中的分散體。由于所述分散體可以以其中碳納米管束通過(guò)分散劑的作用均勻分散的狀態(tài)存在，因此后續(xù)的粉碎和解纏過(guò)程可以在這樣的最優(yōu)分散狀態(tài)下進(jìn)行以有效地解纏碳納米管束并適當(dāng)?shù)孬@得尺寸均勻且微細(xì)的碳納米管。此外，在用作原材料的分散體中，水性溶劑或極性有機(jī)溶劑可包括任何水性溶劑或極性有機(jī)溶劑，例如選自以下的一種或更多種：水、NMP、丙酮、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亞砜)、乙醇、異丙醇、甲醇、丁醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-甲氧基丙醇、THF(四氫呋喃)、乙二醇、吡啶、二甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙基酮(丁酮)、α-萜品醇、甲酸、乙酸乙酯和丙烯腈。同時(shí)，在一個(gè)實(shí)施方案的方法中，作為分散劑，可使用特定分散劑，其為多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物并且包括含有含量為約60重量％或更大的分子量為300至1000的多環(huán)芳烴氧化物的混合物。所述特定分散劑是本發(fā)明人新制備的，并且作為韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2013-0091625號(hào)(2013年8月1日)提交，以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。作為化石燃料如石油或煤的精制過(guò)程中的殘?jiān)扰懦龅臑r青，是用于柏油(asphalt)生產(chǎn)等的副產(chǎn)物，并且可形成為包含多種具有多個(gè)芳族環(huán)的多環(huán)芳烴的粘稠混合物。然而，作為本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定若使用氧化劑使這樣的瀝青等經(jīng)受氧化過(guò)程，則在瀝青所包含的多環(huán)芳烴中，分子量過(guò)大的多環(huán)芳烴至少部分分解，并且獲得分子量分布相對(duì)窄的多環(huán)芳烴的混合物。此外，確定由于在各個(gè)多環(huán)芳烴的芳族環(huán)中引入一個(gè)或更多個(gè)含氧官能團(tuán)，因此獲得包含多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物。具體地，如通過(guò)MALDI-TOFMS所分析的，確定以這種方法獲得的多環(huán)芳烴氧化物的混合物包含約60重量％或更多，或者約65重量％或更多，或者約70重量％至95重量％的分子量為約300至1000或約300至700的多環(huán)芳烴氧化物?；旌衔镏邪亩喹h(huán)芳烴氧化物的具體種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、分布等可根據(jù)作為原材料的瀝青的種類(lèi)或來(lái)源、氧化劑的種類(lèi)等而變化。然而，至少，分散劑中包含的多環(huán)芳烴氧化物的混合物包含多種具有這樣的結(jié)構(gòu)的多環(huán)芳烴氧化物：其中分別向具有5至30個(gè)或者7至20個(gè)苯環(huán)的各個(gè)多環(huán)芳烴中引入一個(gè)或更多個(gè)含氧官能團(tuán)，并且混合物中的多環(huán)芳烴氧化物具有上述分子量分布，即，基于總的化合物包含約60重量％或更多的分子量為約300至1000或約300至700的氧化物的分子量分布。本文中，含氧官能團(tuán)的種類(lèi)可根據(jù)在瀝青等的氧化過(guò)程中使用的氧化劑的種類(lèi)而變化，但是例如，可為選自以下的一種或更多種：羥基、環(huán)氧基、羧基、硝基和磺酸基。滿(mǎn)足上述結(jié)構(gòu)特征、分子量分布等的多環(huán)芳烴氧化物及其混合物可同時(shí)具有疏水π-域聚集的芳族環(huán)和與芳族環(huán)鍵合的含氧官能團(tuán)的親水區(qū)等。其中，疏水π-域可與碳納米管束或碳納米管等的表面發(fā)生π-π相互作用，而親水區(qū)可在各個(gè)單個(gè)碳納米管束或碳納米管之間表現(xiàn)出排斥。結(jié)果，上述包含多環(huán)芳烴氧化物的混合物的分散劑可存在于液體介質(zhì)(如水性溶劑或極性有機(jī)溶劑)中的碳納米管束或碳納米管的分子之間，并且使其均勻地分散。因此，確定即使在使用相對(duì)少量的情況下，所述分散劑也可表現(xiàn)出使碳納米管束或碳納米管以較高濃度均勻分散的優(yōu)異分散力。此外，由于上述分散劑因通過(guò)含氧官能團(tuán)等存在親水區(qū)而自身表現(xiàn)出水溶性，因此甚至在環(huán)境友好的水性溶劑中，其也可使碳納米管束或碳納米管均勻分散。特別地，確定所述分散劑在多種極性有機(jī)溶劑以及環(huán)境友好的水性溶劑中表現(xiàn)出使碳納米管束或碳納米管以高濃度均勻分散的優(yōu)異分散性。由于所述分散劑的優(yōu)異分散性，在一個(gè)實(shí)施方案的制備方法中，作為原材料的碳納米管束可以以高濃度更均勻地分散。因此，通過(guò)對(duì)在這樣的最優(yōu)分散狀態(tài)下的所述原材料進(jìn)行粉碎和解纏，可更容易地制備呈充分解開(kāi)狀態(tài)的尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管。此外，由于所述分散劑可保持物理附著在最終形成的碳納米管表面的狀態(tài)，在一個(gè)實(shí)施方案的方法中制備的碳納米管自身可在各種極性溶劑等中表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性。同時(shí)，當(dāng)對(duì)所述分散劑中包含的多種多環(huán)芳烴氧化物進(jìn)行元素分析時(shí)，基于總的元素含量，在總的混合物中上述分散劑的氧含量可為約12重量％至50重量％，或約15重量％至45重量％。這樣的氧含量反映出在多環(huán)芳烴氧化物中通過(guò)氧化過(guò)程引入含氧官能團(tuán)的程度，并且在滿(mǎn)足所述氧含量時(shí)，可包含適當(dāng)程度的上述親水區(qū)。結(jié)果，在一個(gè)實(shí)施方案的上述方法中，使用分散劑可使作為原材料的碳納米管束更均勻地分散；可更有效地由其獲得尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管；并且還可更加改善最終制備的碳納米管的分散性。氧含量可通過(guò)上述混合物中包含的多種多環(huán)芳烴氧化物的元素分析來(lái)計(jì)算。即，當(dāng)將混合物的樣品(例如，約1mg)例如在薄箔上在接近約900℃的高溫下加熱時(shí)，箔瞬間熔化使得溫度可以升高至約1500℃至1800℃，經(jīng)由如此高的溫度，氣體從混合物樣品中產(chǎn)生，由此收集產(chǎn)生的氣體，測(cè)量并分析其元素含量。作為元素分析的結(jié)果，可測(cè)量并分析所述多種多環(huán)芳烴氧化物中包含的碳、氧、氫和氮的總元素含量，并且可計(jì)算相對(duì)于總元素含量的氧含量。同時(shí)，上述分散劑可通過(guò)包括使包含分子量為約200至1500的多環(huán)芳烴的混合物氧化的方法制備。如上面已經(jīng)描述的，在化石燃料如石油或煤的精制過(guò)程中作為殘?jiān)扰懦龅臑r青可包含多種多環(huán)芳烴，并且可為粘稠的混合物狀態(tài)或粉末形式。當(dāng)然，多環(huán)芳烴的具體種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、組成比或分子量分布可根據(jù)原材料或?yàn)r青來(lái)源變化，然而，瀝青可包含多種結(jié)構(gòu)中包含例如5至50個(gè)芳族環(huán)(如苯環(huán))的多環(huán)芳烴，并且主要包含分子量為約200至1500的多環(huán)芳烴。例如，在制備分散劑的方法中用作起始材料且包含分子量為約200至1500的多環(huán)芳烴的混合物(例如，瀝青)可以以約80重量％或更多，或者約90重量％或更多的含量包含在此分子量范圍內(nèi)的多環(huán)芳烴。然而，若使用氧化劑使包含多環(huán)芳烴的混合物如瀝青經(jīng)歷氧化過(guò)程，則在瀝青所包含的多環(huán)芳烴中，分子量過(guò)大的多環(huán)芳烴可分解，并且可獲得分子量分布相對(duì)窄的多環(huán)芳烴的混合物。例如，分子量大于約1000或約700的多環(huán)芳烴可分解成分子量較小的那些。此外，由于還在各個(gè)多環(huán)芳烴的各個(gè)芳族環(huán)中引入一個(gè)或更多個(gè)含氧官能團(tuán)，因此可非常簡(jiǎn)單地制備包含多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物，即在一個(gè)實(shí)施方案的方法中使用的分散劑。在制備分散劑的方法中，氧化劑的種類(lèi)沒(méi)有特別限制，并且可使用任何氧化劑而沒(méi)有限制，只要其引起氧化反應(yīng)以將含氧官能團(tuán)引入芳族烴中即可。氧化劑的具體實(shí)例可包括硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、過(guò)氧化氫(H2O2)、硫酸鈰(IV)銨((NH4)4Ce(SO4)4)、硝酸鈰(IV)銨((NH4)2Ce(NO3)6)等，當(dāng)然，還可使用選自其中的兩種或更多種的混合物。此外，這樣的氧化過(guò)程可在約10℃至110℃的反應(yīng)溫度下在水性溶劑中進(jìn)行約0.5小時(shí)至20小時(shí)。作為具體實(shí)例，可在液相氧化劑如硫酸和/或硝酸的存在下以特定量添加包含多環(huán)芳烴的混合物，并可在室溫下(例如，在約20℃或80℃下)進(jìn)行氧化過(guò)程約1小時(shí)至12小時(shí)。由于氧化過(guò)程中的反應(yīng)溫度、時(shí)間等是受控制的，因此可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)上述分散劑的特性(例如多環(huán)芳烴的氧化程度)以制備具有期望特性的分散劑。此外，如上所述，包含分子量為約200至1500的多環(huán)芳烴的混合物(其為所述制備方法的起始材料)可來(lái)源于由化石燃料或其產(chǎn)物獲得的瀝青，并且根據(jù)原材料的種類(lèi)，多環(huán)芳烴的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)或分子量分布可彼此不同。然而，由于包含分子量為約200至1500的多環(huán)芳烴的混合物(來(lái)源于瀝青等)經(jīng)歷氧化步驟，因此可簡(jiǎn)單地制備對(duì)碳基材料表現(xiàn)出優(yōu)異分散力的上述分散劑。同時(shí)，如上所述的制備方法還可包括在氧化步驟之后使所得的產(chǎn)物純化以獲得多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物的步驟，并且這樣的純化步驟可通過(guò)包括對(duì)從氧化步驟得到的產(chǎn)物進(jìn)行離心的步驟來(lái)進(jìn)行。通過(guò)進(jìn)行這樣的純化步驟，可適當(dāng)?shù)匾暂^高純度獲得滿(mǎn)足上述分子量分布等的多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且使用包含所述混合物的分散劑，碳納米管可通過(guò)一個(gè)實(shí)施方案的方法更有效地制備。同時(shí)，在一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法中，在形成并提供分散體之后，可使分散體連續(xù)穿過(guò)具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)器，由此粉碎或解纏分散體中包含的碳納米管束，并通過(guò)此步驟制備呈充分解開(kāi)狀態(tài)的尺寸微細(xì)的碳納米管。如上所述，先前已知用于物理粉碎和解纏碳納米管的幾種方法，例如濕式或干式粉碎法，或者超聲波照射法。然而，通過(guò)這些常規(guī)方法，對(duì)解開(kāi)和解纏纏結(jié)的碳納米管束存在限制，或者存在這樣的缺點(diǎn)：粉碎碳納米管束的效果不足并因此用于粉碎或解纏這些碳納米管束的步驟耗時(shí)長(zhǎng)并且難以用于碳納米管的大量生產(chǎn)。相比之下，根據(jù)本發(fā)明，由于在特定分散劑的存在下使用高壓均質(zhì)器，因此像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束可以被更有效地解纏，并且由于高壓均質(zhì)器的優(yōu)異粉碎效果，可以在短時(shí)間內(nèi)有效地獲得尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管。圖1是示出可用于一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法的高壓均質(zhì)器的原理的概要示意圖。參照?qǐng)D1，高壓均質(zhì)器可具有包括以下的結(jié)構(gòu)：原材料(如碳納米管束)的入口、經(jīng)粉碎或解纏的產(chǎn)物(如碳納米管)的出口以及連接在入口與出口之間且直徑為微米級(jí)的微通道。若在施加高壓(例如，約100巴至3000巴，或約1000巴至2000巴，或約1100巴至1700巴)時(shí)通過(guò)高壓均質(zhì)器的入口以分散體的狀態(tài)引入原材料，則原材料穿過(guò)微米級(jí)(μm)(例如，直徑為約1mm或更小，或者50μm至800μm，或者約75μm至200μm)的微通道，由此將原材料加速至超聲速并施加高剪切力。通過(guò)剪切力的作用，在微通道的入口側(cè)可以將碳納米管束粉碎成長(zhǎng)度較短的碳納米管。由于對(duì)這些經(jīng)粉碎的小碳納米管在其穿過(guò)微通道時(shí)施加強(qiáng)剪切力，因此可以充分解開(kāi)并解纏這些納米管。最后，在出口的附近，通過(guò)在流體由窄的微通道離開(kāi)寬的出口時(shí)產(chǎn)生的空化現(xiàn)象產(chǎn)生了強(qiáng)湍流，由此通過(guò)強(qiáng)力可以使經(jīng)粉碎并解纏的微細(xì)碳納米管均勻地分散。因此，在出口中，碳納米管可以在水性溶劑或極性有機(jī)溶劑中用上述分散劑適當(dāng)?shù)胤鬯椴⒔饫p，從而獲得呈均勻分散的分散體狀態(tài)的納米管。結(jié)果，可以更有效地粉碎并解纏像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束，并且可以在短時(shí)間內(nèi)有效地獲得尺寸更均勻且微細(xì)的碳納米管或其均勻的分散體。在由此獲得的分散體中，碳納米管通過(guò)上述方法制備并且束的形式可以被完全解開(kāi)，從而提供經(jīng)粉碎并解纏形式的碳納米管。所得的碳納米管可以均勻地具有約0.1μm至10μm，或約0.5μm至5μm，或約1μm至3μm的微細(xì)第二長(zhǎng)度。這些碳納米管的第二長(zhǎng)度可以通過(guò)使用電子顯微鏡等對(duì)其進(jìn)行觀察和分析的方法來(lái)測(cè)量(類(lèi)似于上述第一長(zhǎng)度)。同時(shí)，上述一個(gè)實(shí)施方案的碳納米管制備方法還可包括由通過(guò)使分散體穿過(guò)高壓均質(zhì)器所得的包含具有第二長(zhǎng)度的碳納米管和分散劑的分散體中回收并干燥碳納米管，其中回收步驟可通過(guò)離心、真空過(guò)濾或加壓過(guò)濾來(lái)進(jìn)行。此外，干燥步驟可通過(guò)在約30℃至200℃的溫度下進(jìn)行真空干燥來(lái)進(jìn)行。如上所述，由于通過(guò)一個(gè)實(shí)施方案的方法制備了其中尺寸更均勻且微細(xì)的顆粒被充分解開(kāi)并因此以解纏且分散的狀態(tài)存在的碳納米管，因此這些碳納米管可以?xún)?yōu)選地用于多種應(yīng)用，同時(shí)利用它們獨(dú)特的優(yōu)異特性。此外，如上已經(jīng)描述的，作為分散劑，特別地使用包含多環(huán)芳烴氧化物的混合物的分散劑，通過(guò)一個(gè)實(shí)施方案的方法最終制備的碳納米管可以以表面物理附著有這些特定分散劑的狀態(tài)形成。由于分散劑的物理附著，碳納米管可以在多種極性溶劑中直接顯示出非常優(yōu)異的分散性，而不需要進(jìn)行單獨(dú)的處理或加工。即，常規(guī)碳納米管在至少一部分溶劑中通常具有低分散性。因此，為了使用這些碳納米管，需要進(jìn)行單獨(dú)的處理以改善分散性或者需要使用單獨(dú)的分散劑等。相比之下，通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的方法制備的碳納米管可以在多種極性溶劑中直接顯示出非常優(yōu)異的分散性，而不需要進(jìn)行單獨(dú)的處理等。因此，通過(guò)使由一個(gè)實(shí)施方案的方法制備的碳納米管(尤其是物理附著有上述特定分散劑的那些)直接(連續(xù))再分散在多種極性溶劑中，這些碳納米管可用于多種應(yīng)用，例如導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料、或者電池用導(dǎo)電材料或漿料。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，提供了包含上述碳納米管的分散體組合物。所述分散體組合物為多種多環(huán)芳烴氧化物的混合物，并且其可以包含表面物理附著有分散劑的碳納米管，所述分散劑包括含有量為60重量％或更大的分子量為300至1000的多環(huán)芳烴氧化物的混合物；以及用于使碳納米管溶解或分散的極性溶劑。如以上已經(jīng)描述的，分散體組合物可以通過(guò)如下制備：經(jīng)由上述制備方法形成表面物理附著有分散劑且具有第二長(zhǎng)度的碳納米管，然后使碳納米管溶解或分散在極性溶劑中，而不進(jìn)行單獨(dú)的處理以改善其分散性。本文中，以上已經(jīng)描述了碳納米管的第二長(zhǎng)度，因此將省略對(duì)其另外的描述。當(dāng)使用所述分散體組合物時(shí)，可以經(jīng)由如真空過(guò)濾的方法來(lái)制備薄碳納米管膜。雖然使用分散劑，但是所述碳納米管膜等可以顯示出約72Ω/□或更低的低薄層電阻以及優(yōu)異的電特性。此外，當(dāng)使用所述分散體組合物時(shí)，甚至沒(méi)有任何特殊的單獨(dú)處理或用于再分散的處理，直接將碳納米管放入電池用導(dǎo)電材料或漿料中并允許制備呈均勻分散的形式的電極。因此，所述分散體組合物可以非常優(yōu)選地用于多種應(yīng)用以及用于產(chǎn)品制備，例如導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料、或者電池用導(dǎo)電材料或漿料。在分散體組合物中，作為用于使碳納米管分散的極性溶劑，可使用水性溶劑(例如水)或任何極性溶劑而沒(méi)有特別限制。作為極性溶劑的具體實(shí)例，可使用選自以下的一種或更多種：水、NMP、丙酮、DMF、DMSO、乙醇、異丙醇、甲醇、丁醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-甲氧基丙醇、THF、乙二醇、吡啶、二甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙基酮、丁酮、α-萜品醇、甲酸、乙酸乙酯和丙烯腈。此外，在分散體組合物中，基于100重量份的極性溶劑，表面物理附著有分散劑的碳納米管可以約50重量份或更少，或者約30重量份或更少的量包含在內(nèi)。即使以這些范圍的高濃度包含碳納米管，碳納米管也可在極性溶劑中保持均勻分散的狀態(tài)。因此，在分散體組合物中，通過(guò)物理附著在碳納米管上的特定分散劑的作用，碳納米管自身可以在多種極性溶劑中顯示出優(yōu)異的分散性。因此，考慮到實(shí)際應(yīng)用的用途，分散體組合物可以保持碳納米管以高濃度均勻地分散在多種極性溶劑中的狀態(tài)。因此，這樣的分散體組合物可以使碳納米管的優(yōu)異特性最大化并表現(xiàn)出碳納米管的優(yōu)異特性，并且其可以用于需要其應(yīng)用的各種用途。更具體地，碳納米管分散體組合物可以用作導(dǎo)電糊料組合物、導(dǎo)電墨組合物、用于形成散熱基質(zhì)的組合物、導(dǎo)電復(fù)合材料、EMI屏蔽用復(fù)合材料、或者電池用導(dǎo)電材料或漿料，并且除此之外，其還可用于其中已知可以或需要應(yīng)用呈分散體液體狀態(tài)的碳納米管的任何應(yīng)用領(lǐng)域。下文中，將通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明的作用和效果。然而，提供這些實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明，并且本發(fā)明的范圍并不由此確定。制備例1：制備分散劑如下使可得自POSCO的石油副產(chǎn)物瀝青經(jīng)歷氧化過(guò)程和精制過(guò)程，由此制備出制備例1的分散劑。首先，將0.5g至1.5g瀝青添加至75ml硫酸/硝酸(體積比3:1)的混合溶液中，并在70℃下進(jìn)行氧化反應(yīng)約3.5小時(shí)。接著，使其中進(jìn)行氧化反應(yīng)的瀝青反應(yīng)溶液冷卻至室溫，并用蒸餾水稀釋成約5倍溶液，然后在約3500rpm下離心30分鐘。然后，除去上清液，向溶液中添加相同量的蒸餾水，然后使溶液再分散，之后，在相同的條件下再次進(jìn)行離心，最后收集并干燥沉淀物。通過(guò)該過(guò)程，制備了制備例1的分散劑。首先，通過(guò)MALDI-TOF質(zhì)譜對(duì)分散劑的制備過(guò)程中用作原材料的瀝青的分子量分布進(jìn)行分析，結(jié)果示于圖2a和2b(在400至500的分子量范圍內(nèi)的放大圖)中；同樣地對(duì)制備例1的分散劑的分子量分布進(jìn)行分析，結(jié)果示于圖3a和3b(在400至500的分子量范圍內(nèi)的放大圖)中。所述分析使用MALDI-TOF質(zhì)譜設(shè)備(UltraflexII，Bruker)通過(guò)將瀝青或分散劑添加至基質(zhì)中，使其混合，然后干燥混合物來(lái)進(jìn)行。參照?qǐng)D2a和2b(放大圖)，確定瀝青包含分子量為200至1500的多環(huán)芳烴，尤其是根據(jù)圖2b的放大圖中對(duì)14Da的分子量區(qū)間中的強(qiáng)峰的檢測(cè)，確定彼此具有不同數(shù)目的芳族環(huán)(苯環(huán))的多種多環(huán)芳烴通過(guò)脂族烴連接。相比之下，參照?qǐng)D3a和3b(放大圖)，確定在制備例1的分散劑的情況下，觀察到在多環(huán)芳烴中分別在44Da和16Da的區(qū)間中存在的強(qiáng)峰，這證明了存在多環(huán)芳烴氧化物的混合物，其中芳族烴中引入含氧官能團(tuán)如-COOH、-OH或-SO3H，其中包含60重量％或更多的分子量為約300至1000，或300至700的氧化物。此外，通過(guò)13CCPMASNMR(Varian400MHz固態(tài)NMR)分別對(duì)用作原材料的瀝青(上圖)和制備例1的瀝青(下圖)進(jìn)行分析，分析結(jié)果通過(guò)對(duì)比示于圖4中。參照?qǐng)D4，在瀝青中確定了芳族烴的碳衍生峰和一些脂族烴的碳衍生峰，但是含氧官能團(tuán)的存在沒(méi)有得到確定。相比之下，作為制備例1的分散劑的NMR分析結(jié)果，確定了含氧官能團(tuán)的峰。確定含氧官能團(tuán)的種類(lèi)為環(huán)氧基、羥基、羧基等。此外，通過(guò)FT-IR(Agilent660-IR)分別對(duì)粉末狀態(tài)的用作原材料的瀝青和制備例1的分散劑進(jìn)行分析，分析結(jié)果通過(guò)對(duì)比示于圖5中。通過(guò)圖5，同樣確定了制備例1的分散劑中產(chǎn)生了含氧官能團(tuán)的峰。制備例2至4：制備分散劑以與制備例1相同的方式分別制備了制備例2至4的分散劑，不同之處在于：使用可得自POSCO的石油副產(chǎn)物瀝青(但是，該瀝青來(lái)自與制備例1不同的樣品)，并且氧化反應(yīng)時(shí)間分別為1小時(shí)(制備例2)、3.5小時(shí)(制備例3)和7小時(shí)。通過(guò)MALDI-TOF質(zhì)譜以與制備例1相同的方式對(duì)分散劑進(jìn)行分析，結(jié)果通過(guò)對(duì)比一起示于圖6中。參照?qǐng)D6，確定了隨著氧化時(shí)間增加，分散劑中分子量大于約1000或大于約700的組分(多環(huán)芳烴氧化物)的含量減少，并因此，獲得了混合物形式的分散劑，所述混合物包含含量更高的分子量為約300至1000或約300至700的多環(huán)芳烴氧化物。實(shí)驗(yàn)例1：測(cè)量分散劑中的氧含量在薄箔上將約1mg制備例3和4中獲得的分散劑樣品加熱至接近約900℃的高溫，此時(shí)，由于箔瞬間熔化，溫度升高至約1500℃至1800℃，通過(guò)如此高的溫度，從樣品中產(chǎn)生氣體。收集氣體并進(jìn)行元素分析以測(cè)量并分析碳、氧、氫和氮各種元素的含量。該分析的結(jié)果示于下表1中，與用于制備每種分散劑的瀝青的分析結(jié)果進(jìn)行比較。[表1]樣品名稱(chēng)C(重量％)H(重量％)N(重量％)O(重量％)瀝青95.54.5--制備例340.01.87.638.0制備例440.01.57.839.2參照表1，當(dāng)對(duì)各元素的含量進(jìn)行分析時(shí)，確定基于總的元素含量，制備例3和4的分散劑中的氧含量為約12重量％至50重量％，或約30重量％至40重量％。實(shí)施例1：制備碳納米管首先，通過(guò)CVD法合成用作原材料的碳納米管束，其電子顯微照片示于圖7的(a)和(b)中。參照?qǐng)D7的(a)和(b)，確定碳納米管束的顆粒尺寸為約500μm或更大(確定實(shí)際長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于此)，并確定長(zhǎng)碳納米管束像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)。將10.0g碳納米管束添加到3L水性分散體中，在該水性分散體中分散有0.3g制備例1的分散劑，由此形成分散體。在約1,600巴的高壓下將該分散體引至高壓均質(zhì)器的入口以使其穿過(guò)微通道，并重復(fù)該過(guò)程10次。通過(guò)此步驟，將碳納米管束粉碎并解纏，從而制備實(shí)施例1的碳納米管。該碳納米管的電子顯微照片示于圖7的(f)。參照?qǐng)D7的(f)，確定了長(zhǎng)度為約0.5μm至5μm的均勻且微細(xì)的碳納米管充分解纏并且因此以均勻分散的狀態(tài)存在。作為參照，基于電子顯微照片通過(guò)觀察并分析各碳納米管來(lái)計(jì)算碳納米管的長(zhǎng)度。實(shí)施例2至4：制備碳納米管以與實(shí)施例1中相同的方式通過(guò)將碳納米管束粉碎并解纏來(lái)制備實(shí)施例2至4的碳納米管，不同之處在于：分別使用制備例2至4的分散劑替代制備例1的分散劑。通過(guò)電子顯微照片觀察并分析由此獲得的碳納米管。結(jié)果，確定即使在實(shí)施例2至4的情況下，長(zhǎng)度為約0.5μm至5μm的均勻且微細(xì)的碳納米管也充分解纏并且因此以均勻分散的狀態(tài)存在。比較例1和2：制備碳納米管同樣地，使用實(shí)施例1中使用的碳納米管束作為原材料，但是對(duì)2.5g碳納米管束在干燥條件下分別進(jìn)行球磨(比較例1)或噴射研磨(比較例2)10次以產(chǎn)生比較例1和2的碳納米管。這些碳納米管的電子顯微照片分別示于圖7的(c)和(d)中。參照?qǐng)D7的(c)和(d)，確定產(chǎn)生了長(zhǎng)度最長(zhǎng)為數(shù)十微米的碳納米管，但是這些碳納米管未充分解纏并且因此仍以像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的狀態(tài)存在。比較例3：制備碳納米管以與實(shí)施例1中相同的方法和組成形成碳納米管束的分散體，然后進(jìn)行球磨10次以產(chǎn)生比較例3的碳納米管。該碳納米管的電子顯微照片示于圖7的(e)中。參照?qǐng)D7的(e)，確定通過(guò)粉碎產(chǎn)生了長(zhǎng)度為10μm或更小的碳納米管，但是該碳納米管未充分解纏并且因此仍以像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的狀態(tài)存在。因此，確定為了充分解纏碳納米管束并解開(kāi)纏結(jié)的形式，需要另外的超聲波照射處理。比較例4：制備碳納米管以與實(shí)施例1中相同的方法和組成形成碳納米管束的分散體，不同之處在于：未使用制備例1的分散劑。然后，以與實(shí)施例1中相同的方式使該分散體穿過(guò)高壓均質(zhì)器以產(chǎn)生比較例4的碳納米管。該碳納米管的電子顯微照片示于圖8中。參照?qǐng)D8，確定通過(guò)粉碎產(chǎn)生了長(zhǎng)度為10μm或更小的碳納米管，但是這些碳納米管未充分解纏并且因此仍以像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的狀態(tài)存在。實(shí)驗(yàn)例2：評(píng)估碳納米管的針對(duì)極性溶劑的再分散性制備包含實(shí)施例1的碳納米管和制備例1的分散劑的分散體，然后以8000rpm離心30分鐘，由此回收作為沉淀物的碳納米管。接著，在55℃烘箱中在真空下干燥回收的碳納米管3天以獲得期望的呈干燥狀態(tài)的碳納米管。以0.5mg/ml的濃度將碳納米管粉末添加到圖9中所示的多種溶劑中，然后通過(guò)浴型超聲波儀再分散30分鐘。用肉眼觀察到的示出再分散性的評(píng)估結(jié)果的照片示于圖9中。參照?qǐng)D9，確定實(shí)施例中獲得的碳納米管可以以高濃度非常均勻地分散在多種極性溶劑中。預(yù)測(cè)這是由于實(shí)施例中使用的制備例1的分散劑的作用。特別地，確定通過(guò)常規(guī)方法制備的碳納米管在極性溶劑中再次聚集并且因此在不進(jìn)行另外處理的情況下難以在其中分散，然而，實(shí)施例的碳納米管可以均勻地分散在多種極性溶劑中并且因此可以容易地將其用于更多種應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)例3：制備包含碳納米管的膜并評(píng)估其電特性(測(cè)量薄層電阻)首先，以與實(shí)驗(yàn)例2中相同的方式從實(shí)施例1中獲得的碳納米管的分散體中回收并干燥碳納米管。以0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.2mg/ml和0.5mg/ml的不同濃度使該碳納米管粉末再分散在水中以形成水性分散體。使用直徑為47mm且孔大小為200nm的多孔AAO膜對(duì)20ml水性分散體進(jìn)行真空過(guò)濾以產(chǎn)生包含碳納米管的膜。使用4點(diǎn)探針儀器測(cè)量包含碳納米管的膜的薄層電阻，測(cè)量結(jié)果示于圖10中。參照?qǐng)D10，確定隨著水性分散體中碳納米管的濃度增加，在膜中形成碳納米管之間的導(dǎo)電性網(wǎng)絡(luò)并且膜的均勻性增加，由此顯示出較低但均勻的薄層電阻。此外，確定包含碳納米管的膜作為整體具有低的薄層電阻和優(yōu)異的導(dǎo)電性。據(jù)此，確定物理附著在碳納米管表面上的分散劑對(duì)碳納米管的導(dǎo)電性沒(méi)有不利影響。實(shí)驗(yàn)例4：制備包含碳納米管的導(dǎo)電材料和電極并評(píng)估其分散性首先，以與實(shí)驗(yàn)例2中相同的方式從實(shí)施例1中獲得的碳納米管的分散體中回收并干燥碳納米管。使碳納米管粉末與在電池的負(fù)電極材料中用作活性材料的MAG石墨(下文中稱(chēng)為“MAG”)以MAG:碳納米管＝約80:1的重量比混合，向其中添加少量水以調(diào)節(jié)粘度，由此產(chǎn)生糊料組合物。將該糊料組合物棒涂在銅箔上。使用比較例1至3的碳納米管粉末以與上述相同的方式制備糊料組合物，然后棒涂在銅箔上。用電子顯微鏡觀察由此獲得的電池負(fù)電極的表面照片并將其分別示于圖11中。作為參照，圖11的(a)和(b)是使用比較例1中獲得的碳納米管產(chǎn)生的負(fù)電極的表面電子顯微照片；圖11的(c)和(d)是使用比較例2中獲得的碳納米管產(chǎn)生的負(fù)電極的表面電子顯微照片；圖11的(e)和(f)是使用比較例3中獲得的碳納米管產(chǎn)生的負(fù)電極的表面電子顯微照片；以及圖11的(g)和(h)是使用實(shí)施例1中獲得的碳納米管產(chǎn)生的負(fù)電極的表面電子顯微照片。參照?qǐng)D11，確定當(dāng)使用實(shí)施例1中獲得的碳納米管時(shí)，碳納米管在負(fù)電極的表面上分散得最均勻。相比之下，確定當(dāng)使用比較例1至3的碳納米管時(shí)，像紗線(xiàn)團(tuán)一樣纏結(jié)的碳納米管束與活性材料分開(kāi)存在，或者負(fù)電極的表面上存在大幅聚集的碳納米管。實(shí)驗(yàn)例5：評(píng)估電池特性使負(fù)電極活性材料(MAG石墨)、包含碳納米管或炭黑的導(dǎo)電材料、增稠劑(CMC)和粘合劑聚合物(SBR)混合以產(chǎn)生用于形成負(fù)電極的組合物。在這種情況下，作為導(dǎo)電材料，分別使用(1)實(shí)施例1中制備的包含碳納米管的導(dǎo)電材料，(2)包含炭黑的導(dǎo)電材料(由TIMCALGraphite&Carbon制造，含導(dǎo)電炭黑(SuperP)的材料)以及(3)比較例3中制備的包含碳納米管的導(dǎo)電材料?；?00重量份的用于形成負(fù)電極的組合物，分別以96.8重量份、1重量份、1.2重量份和1重量份的量使負(fù)電極活性材料(MAG石墨)、包含碳納米管或炭黑的導(dǎo)電材料、增稠劑(CMC)和粘合劑聚合物(SBR)混合以制備用于形成負(fù)電極的漿料組合物。以恒定厚度將用于形成負(fù)電極的漿料組合物涂覆在銅集流體上，干燥，軋制，然后沖壓成所需的尺寸以制備負(fù)電極。使用該負(fù)電極，通過(guò)常規(guī)方法分別制造正電極的硬幣型半電池以及包含所述半電池的鋰二次電池。為了評(píng)估鋰二次電池的特性，對(duì)使用彼此不同的導(dǎo)電材料的電池的容量保持率進(jìn)行測(cè)量以確定導(dǎo)電材料的性能。這些電池的容量保持率的測(cè)量結(jié)果示于圖12中。在圖12中，(1)示出了實(shí)施例1中制備的包含碳納米管的導(dǎo)電材料的使用結(jié)果，(2)示出了包含炭黑的導(dǎo)電材料的使用結(jié)果，以及(3)示出了比較例3中制備的包含碳納米管的導(dǎo)電材料的使用結(jié)果。參照?qǐng)D12，確定當(dāng)使用實(shí)施例1中制備的包含碳納米管的導(dǎo)電材料時(shí)，在50次循環(huán)之后顯示出非常高的容量保持率，約97.8％。然而，當(dāng)使用比較例3的包含碳納米管的導(dǎo)電材料或包含炭黑的導(dǎo)電材料時(shí)，顯示出約95.1％的容量保持率，表現(xiàn)出了與實(shí)施例相比較差的容量保持率和循環(huán)壽命特性。這似乎是因?yàn)樘技{米管自身具有優(yōu)異的特性以及實(shí)施例1的碳納米管充分解纏并且因此以均勻分散的狀態(tài)存在。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3