一种宏量制备手性集中的单壁碳纳米管方法及应用技术

本发明专利技术属于催化剂制备和手性集中的单壁碳纳米管制备领域，涉及一种宏量制备手性集中的单壁碳纳米管方法及应用。本发明专利技术采用等离子电弧放电法能大量制备单壁碳纳米管，通过调控复合催化剂中促进剂的种类和含量，有效控制单壁碳纳米管的直径分布，得到手性分布集中的单壁碳纳米管。本发明专利技术复合催化剂促进剂有利于晶体结构形成，同时具有高度的各向异性，对碳纳米管具有良好的浸润性。在等离子体电弧放电工艺下能大量生成手性分布集中的高品质单壁碳纳米管，碳管直径在1.5～1.7nm，手性指数为(15，11)和(17，6)，产率可以达到30～200g/h。通过简单的调控方式解决了目前制备手性集中的单壁碳纳米管的难题，在集成电路、光电子器件等领域具有重要的商业化应用价值。等领域具有重要的商业化应用价值。等领域具有重要的商业化应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种宏量制备手性集中的单壁碳纳米管方法及应用


[0001]本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种宏量制备手性集中的单壁碳纳米管方法及应用。

技术介绍

[0002]单壁碳纳米管(SWCNT)是由一层石墨烯卷曲而成的一维管状材料，具有优异的电化学性能、高的载流子迁移率和良好的光电特性，在集成电路、纳米器件、高性能晶体管等领域具有广阔前景。但在单壁碳纳米管的微观结构中，由于管径和手性等不同，会表现出不同的电学性能，出现半导体性和金属性的单壁碳纳米管。通常制备出的单壁碳纳米管为半导体性和金属性的混合物，无法有效发挥这两种不同特性结构的作用。因此获得大量手性集中的单壁碳纳米管对实际光电器件上的应用具有重要意义。
[0003]目前，要获得手性集中或者单一手性的单壁碳纳米管可以采取手性分离的办法。有采用了特殊的聚合物等不同添加剂对单壁碳纳米管进行了手性分离，筛选除了(9,8)型单一手性的单壁碳纳米管。虽然加入添加剂可以精确的分离出不同手性的单壁碳纳米管，但外加助剂的引入在一定程度上会对单壁碳纳米管的结构造成破坏。在此基础上，通过工艺调控，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宏量制备手性集中的单壁碳纳米管的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1)制备复合催化剂体系；S2)采用等离子体电弧炉作为反应器，通入惰性气体氩气启动电弧炉提前进行预加热；S3)当反应器达到特定温度后，引入复合催化剂体系，同时调节气体流速并通入氢气和碳源进行手性集中的单壁碳纳米管的生长，即得到手性集中的单壁碳纳米管。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1)的具体步骤为：S1.1)按照主催化剂促进剂：助剂的质量比为(65～95)：(20～5)：(15～0)设计分别称取各个物料，并混合搅拌均匀，得到复合物料；S1.2)将S1.1)得到复合物料通过煅烧造粒工艺处理，制备得到粒度均一的生长碳纳米管的复合催化剂体系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.1)中的所述主催化剂为铁、钴、镍过渡金属单质、化合物中的一种或多种组合；所述促进剂为硒、碲、钋的单质或其氧化物、化合物中的一种或多种组合；所述助剂为含碳单质或化合物。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.1)中的混合搅拌为物理搅拌、机械混合、化学沉积、共沉淀、溶胶凝胶、球磨中的一种或多种；所述S1.2)中煅烧工艺为：在温度为100～500℃的空气气氛热处理1～6h；复合催化剂体系的粒度范围在50～500μm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐乐乐，程光浩，冯尉强，陈名海，朱嘉庆，
申请(专利权)人：江西铜业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：