阵列碳管及其制备方法技术

本申请涉及材料合成技术领域，提供了一种阵列碳管及其制备方法，该阵列碳管的制备方法包括：提供一颗粒尺寸处于预设范围内，且比表面积处于预设比表面积范围内的镍基催化剂；将所述镍基催化剂和第一碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第一反应温度下反应第一反应时长，得到第一反应物；将所述第一反应物和第二碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第二反应温度下反应第二反应时长，得到阵列碳管

【技术实现步骤摘要】
阵列碳管及其制备方法


[0001]本申请属于材料合成
，尤其涉及一种阵列碳管及其制备方法
。

技术介绍

[0002]碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料，其结构主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，具有良好的导电传热性能
。
在导电剂领域，粗管径的碳纳米管比细管径的更容易分散，且其具有较大的内径而更容易负载活性组分，因此粗管径的碳纳米管具有更优秀的性能表现
。
然而，在现有技术中，粗管径的碳纳米管还存在导电性差的问题亟需解决
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种阵列碳管及其制备方法，能够提高粗管径碳纳米管的导电性能表现
。
[0004]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0005]第一方面，本申请提供一种阵列碳管的制备方法，所述制备方法包括：
[0006]提供一颗粒尺寸处于预设范围内，且比表面积处于预设比表面积范围内的镍基催化剂；
[0007]将所述镍基催化剂和第一碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第一反应温度下反应第一反应时长，得到第一反应物；
[0008]将所述第一反应物和第二碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第二反应温度下反应第二反应时长，得到阵列碳管
。
[0009]优选地，所述提供一镍基催化剂，包括：
[0010]将金属盐与发泡剂按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液；
[0011]将所述混合液置于第一预设温度下反应，得到反应物；
[0012]将所述反应物置于第二预设温度下煅烧预设时长，得到催化剂载体；所述催化剂载体比表面积为
50
～
230m3/g
；
[0013]将含镍试剂以及所述催化剂载体置于第一预设条件下，反应得到预产物；
[0014]将所述预产物置于预设还原条件下进行还原反应，得到镍基催化剂
。
[0015]优选地，所述金属盐包括镁盐和
/
或铝盐，所述发泡剂包括柠檬酸，相对应的，所述将金属盐与发泡剂按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液，包括：
[0016]将镁盐和
/
或铝盐与柠檬酸按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液
。
[0017]优选地，所述将含镍试剂以及所述催化剂载体置于第一预设条件下，反应得到预产物，包括：
[0018]将含镍试剂与反应助剂按照预设摩尔比混合溶解，加入分散剂，得到混合液；
[0019]在所述混合液中加入所述催化剂载体，在第二预设条件下进行浸渍操作；
[0020]取出浸渍后的催化剂载体并进行固液分离操作，得到一次浸渍粉体；
[0021]对所述一次浸渍粉体重复执行上述浸渍操作，得到预产物
。
[0022]优选地，所述含镍试剂包括镍盐，所述反应助剂包括钙盐，所述分散剂包括聚乙烯醇，相对应的，所述将含镍试剂与反应助剂按照预设摩尔比混合溶解，加入分散剂，得到混合液，包括：
[0023]将镍盐与钙盐按照预设摩尔比混合溶解，加入聚乙烯醇，得到混合液
。
[0024]优选地，所述在所述混合液中加入所述催化剂载体，在第二预设条件下进行浸渍操作，包括：
[0025]在所述混合液中加入所述催化剂载体，在超声条件下进行浸渍操作；
[0026]所述取出浸渍后的催化剂载体并进行固液分离操作，得到一次浸渍粉体，包括：
[0027]取出浸渍后的催化剂载体，置于第三预设温度下干燥，得到一次浸渍粉体
。
[0028]优选地，所述对所述一次浸渍粉体重复执行上述浸渍操作，得到预产物，包括：
[0029]将所述一次浸渍粉体与所述混合液的剩余液体混合，并置于超声环境中反应预设时长，取出所述浸渍粉体并烘干，得到二次浸渍粉体；
[0030]重复上述浸渍操作，直至所述混合液全部浸渍完成，得到预产物
。
[0031]优选地，所述第一碳源气氛为炔烃，优选乙炔；第二碳源气氛为烷烃，优选甲烷
。
[0032]优选地，所述镍基催化剂的孔径为
0.2
～2μ
m
，粒径为2‑
50
μ
m
，比表面积
30
～
150m3/g。
[0033]第二方面，本申请提供一种阵列碳管，所述阵列碳管采用如第一方面所述的制备方法
。
[0034]本申请有益效果
[0035]本申请提供一种阵列碳管的制备方法，该制备方法包括：提供一颗粒尺寸处于预设范围内，且比表面积处于预设比表面积范围内的镍基催化剂，将该镍基催化剂和不同碳源导入至阵列碳管生长设备，得到阵列碳管
。
[0036]本申请着重从两方面解决导电性差的问题：
[0037]一，减少碳纳米管的缠绕，提高碳纳米管的原始分散性能；
[0038]二，减少碳纳米管的缺陷，提高碳纳米管的石墨化程度，继而提高碳纳米管的金属导电性
。
具体在制备过程中通过调试镍基催化剂的粒径和比表面积，以及在制备工艺中分阶段采用不同碳源反应来获得缠绕少
、
缺陷少的阵列碳纳米管，通过本方案可以解决粗管径碳纳米管的导电性问题，同时提供了一种新的调节阵列碳管的手段
。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0040]图1是本申请实施例提供的一种阵列碳管的制备方法的流程图之一；
[0041]图2是本申请实施例提供的一种阵列碳管的制备方法的流程图之二；
[0042]图3是本申请实施例提供的一种阵列碳管的制备方法的流程图之三；
[0043]图4是本申请实施例提供的阵列碳管的电镜图之一；
[0044]图5是本申请实施例提供的阵列碳管的电镜图之二；
[0045]图6是本申请实施例提供的阵列碳管的电镜图之三
。
具体实施方式
[0046]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式
。
基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围
。
[0047]为便于描述，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅设置为描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阵列碳管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一颗粒尺寸处于预设范围内，且比表面积处于预设比表面积范围内的镍基催化剂；将所述镍基催化剂和第一碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第一反应温度下反应第一反应时长，得到第一反应物；将所述第一反应物和第二碳源气氛导入至阵列碳管生长设备，在第二反应温度下反应第二反应时长，得到阵列碳管
。2.
根据权利要求1所述的阵列碳管的制备方法，其特征在于，所述提供一镍基催化剂，包括：将金属盐与发泡剂按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液；将所述混合液置于第一预设温度下反应，得到反应物；将所述反应物置于第二预设温度下煅烧预设时长，得到催化剂载体；所述催化剂载体比表面积为
50
～
230m3/g
；将含镍试剂以及所述催化剂载体置于第一预设条件下，反应得到预产物；将所述预产物置于预设还原条件下进行还原反应，得到镍基催化剂
。3.
根据权利要求2所述的阵列碳管的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括镁盐和
/
或铝盐，所述发泡剂包括柠檬酸，相对应的，所述将金属盐与发泡剂按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液，包括：将镁盐和
/
或铝盐与柠檬酸按照预设配比混合溶解，调节酸碱度至预设值，得到混合液
。4.
根据权利要求2所述的阵列碳管的制备方法，其特征在于，所述将含镍试剂以及所述催化剂载体置于第一预设条件下，反应得到预产物，包括：将含镍试剂与反应助剂按照预设摩尔比混合溶解，加入分散剂，得到混合液；在所述混合液中加入所述催化剂载体，在第二预设条件下进行浸渍操作；取出浸渍后的催化剂载体并进行固液分离操作，得到一次浸渍粉体；对所述一次浸渍粉体重复执行上述浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小琪，李然，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：