一种水平阵列碳纳米管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水平阵列碳纳米管的制备方法，涉及碳纳米管技术领域，包括以下步骤：S1、实验设备的准备；S2、实验原料的准备；S3、添加混合气体；S4、通电；S5、实验条件的监测；S6、实验条件的调整；S7、观察；S8、实验设备的清洗；本发明专利技术在对碳纳米管进行制备时，所使用的设备较少，且制备过程比较的简洁，从而降低了碳纳米管的制备成本，通过对甲烷的气压、氩气的气压、放电设备的电压和电流进行调整，使其满足正常数据值，进而提高了碳纳米管的制备精度、制备效率。制备效率。制备效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水平阵列碳纳米管的制备方法


[0001]本专利技术涉及碳纳米管
，具体为一种水平阵列碳纳米管的制备方法。

技术介绍

[0002]碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2～20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性，碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。
[0003]目前现有的碳纳米管制备过程比较的繁琐，且制备设备较为复杂，大大提高了碳纳米管的制备成本，并且现有的碳纳米管的制备精度、效率不高。
[0004]为此，我们提出一种水平阵列碳纳米管的制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水平阵列碳纳米管的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的目前现有的碳纳米管制备过程比较的繁琐，且制备设备较为复杂，大大提高了碳纳米管的制备成本，并且现有的碳纳米管的制备精度、效率不高的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种水平阵列碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、实验设备的准备；
[0009]S2、实验原料的准备；
[0010]S3、添加混合气体；
[0011]S4、通电；
[0012]S5、实验条件的监测；
[0013]S6、实验条件的调整；
[0014]S7、观察；
[0015]S8、实验设备的清洗。
[0016]作为本专利技术的进一步方案，S1中所需要准备的实验设备为：
[0017]反应容器、放电设备。
[0018]作为本专利技术的进一步方案，S2中所需要准备的实验原料为：
[0019]阳极、阴极；
[0020]所述阳极、阴极的安装步骤为：
[0021]A1、将阳极、阴极放置于反应容器的中央位置；
[0022]A2、将阳极、阴极对应与放电设备进行连接。
[0023]作为本专利技术的进一步方案，所述阳极、阴极的安装方式为：
[0024]所述阳极、阴极相互垂直放置；
[0025]阳极在上、阴极在下。
[0026]作为本专利技术的进一步方案，所述阳极的规格为：阳极为是一根直径为10mm的石墨碳棒；
[0027]所述阴极的规格为：阴极是一根带有浅槽的石墨碳棒，且浅槽中装填少量的铁。
[0028]作为本专利技术的进一步方案，S3中所需要添加的混合气体为：
[0029]甲烷、氩气；
[0030]其中甲烷须在13.33kPa的条件下添加至反应容器内；
[0031]氩气须在53.32Pa的条件下添加至反应容器内；
[0032]S2中放电设备的电压大小为20V、电流大小为200A；
[0033]S7中所需要使用的观察设备为透射电镜。
[0034]作为本专利技术的进一步方案，对该碳纳米管的制备步骤如下：
[0035]A1、首先将阳极、阴极放置于反应容器内，并且阳极、阴极相互垂直放置；
[0036]A2、将阳极、阴极对应与放电设备进行连接；
[0037]A3、往反应容器内添加甲烷、氩气；
[0038]A4、启动放电设备，阳极、阴极通电，此时浅槽中的铁熔化形成小液滴，并继而蒸发作为催化剂；
[0039]A5、在透射电镜下观察阳极产物发现，该产物大多集结成束，每一束由若干直径为0.7～1.6nm的单层管构成，也能观察到少量单根的单壁碳纳米管，至此完成对碳纳米管的制备工作。
[0040]作为本专利技术的进一步方案，S5中实验条件的监测具体为：
[0041]分别设有甲烷气压检测设备、氩气气压检测设备、电压电流检测设备；
[0042]其中甲烷气压检测设备用于对甲烷的气压进行检测，氩气气压检测设备用于对氩气的气压进行检测，电压电流检测设备用于对放电设备的电压、电流进行检测；
[0043]甲烷气压检测设备、氩气气压检测设备、电压电流检测设备分别电性连接有数据设备、显示屏、以及报警设备；
[0044]所述甲烷气压检测设备的检测步骤为：
[0045]A1、甲烷气压检测设备会对添加至反应容器内的甲烷进行检测并将所检测到的数据发送至数据设备；
[0046]A2、数据设备中内置合理的数据，其具体数据值为甲烷的气压为13.33kPa，当数据设备接收到甲烷气压数据后会将合理的数据13.33kPa与甲烷气压数据进行比对，若对比数据不一致，数据设备会将比对结果发送至显示屏供实验人员参考，与此同时数据设备还会发送信号至报警设备，报警设备发出报警，以此来提醒实验人员甲烷气压异常；
[0047]所述氩气气压检测设备的检测步骤为：
[0048]A1、氩气气压检测设备会对添加至反应容器内的氩气进行检测并将所检测到的数据发送至数据设备；
[0049]A2、数据设备中内置合理的数据，其具体数据值为氩气的气压为53.32Pa，当数据设备接收到氩气气压数据后会将合理的数据53.32Pa与氩气气压数据进行比对，若对比数
据不一致，数据设备会将比对结果发送至显示屏供实验人员参考，与此同时数据设备还会发送信号至报警设备，报警设备发出报警，以此来提醒实验人员氩气气压异常；
[0050]所述电压电流检测设备的检测步骤为：
[0051]A1、电压电流检测设备会对放电设备中的电压、电流进行检测并将所检测到的数据发送至数据设备；
[0052]A2、数据设备内置合理的数据，其具体数据值为电流200A、电压20V，当数据设备接收到电压、电流数据后会将合理的数据与放电设备此时的电压、电流数据进行比对，若对比数据不一致，数据设备会将比对结果发送至显示屏供实验人员参考，与此同时数据设备还会发送信号至报警设备，报警设备发出报警，以此来提醒实验人员放电设备异常。
[0053]作为本专利技术的进一步方案，S6中实验条件的调整具体为：
[0054]实验人员可根据显示屏来对甲烷的气压、氩气的气压、放电设备的电压和电流进行调整，使其满足正常数据值即可。
[0055]作为本专利技术的进一步方案，S8中实验设备的清洗具体为：
[0056]当对碳纳米管制备结束后，需要对反应容器进行清洗，避免其内部存有杂物对下次碳纳米管的制备工作带来影响。
[0057]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0058]本专利技术通过将阳极、阴极放置于反应容器内，并且阳极、阴极相互垂直放置，将阳极、阴极对应与放电设备进行连接，往反应容器内添加甲烷、氩气，启动放电设备，阳极、阴极通电，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、实验设备的准备；S2、实验原料的准备；S3、添加混合气体；S4、通电；S5、实验条件的监测；S6、实验条件的调整；S7、观察；S8、实验设备的清洗。2.根据权利要求1所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，S1中所需要准备的实验设备为：反应容器、放电设备。3.根据权利要求1所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，S2中所需要准备的实验原料为：阳极、阴极；所述阳极、阴极的安装步骤为：A1、将阳极、阴极放置于反应容器的中央位置；A2、将阳极、阴极对应与放电设备进行连接。4.根据权利要求3所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述阳极、阴极的安装方式为：所述阳极、阴极相互垂直放置；阳极在上、阴极在下。5.根据权利要求4所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述阳极的规格为：阳极为是一根直径为10mm的石墨碳棒；所述阴极的规格为：阴极是一根带有浅槽的石墨碳棒，且浅槽中装填少量的铁。6.根据权利要求1所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，S3中所需要添加的混合气体为：甲烷、氩气；其中甲烷须在13.33kPa的条件下添加至反应容器内；氩气须在53.32Pa的条件下添加至反应容器内；S2中放电设备的电压大小为20V、电流大小为200A；S7中所需要使用的观察设备为透射电镜。7.根据权利要求2所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，对该碳纳米管的制备步骤如下：A1、首先将阳极、阴极放置于反应容器内，并且阳极、阴极相互垂直放置；A2、将阳极、阴极对应与放电设备进行连接；A3、往反应容器内添加甲烷、氩气；A4、启动放电设备，阳极、阴极通电，此时浅槽中的铁熔化形成小液滴，并继而蒸发作为催化剂；
A5、在透射电镜下观察阳极产物发现，该产物大多集结成束，每一束由若干直径为0.7～1.6nm的单层管构成，也能观察到少量单根的单壁碳纳米管，至此完成对碳纳米管的制备工作。8.根据权利要求1所述的一种水平阵列碳纳米管的制备方法，其特征在于，S5中实验条件的监测具体为：分别设有甲烷气压检测设备、氩气气压检测设备、电压电流检测设备；其中甲烷气压检测设备用于对甲烷的气压进行检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪飞，杭晖，云柯，
申请(专利权)人：大晟纳米科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：