一种制备高纯度单壁碳纳米管垂直阵列的方法技术

技术编号:4080606 阅读:380 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种制备高纯度单壁碳纳米管垂直阵列的方法。具体而言,涉及一种常压下的水分辅助化学气相沉积方法,为以氧化铝负载的过渡金属Fe为催化剂,以惰性气体和氢气为载气,通过向化学气相沉积气氛中添加50-1000ppm浓度的水分以提高催化剂效率和寿命,制得垂直于基片排列的高纯度单壁碳纳米管。本发明专利技术方法可在十分钟之内生长出较高的碳纳米管阵列,并且单壁纳米管的碳纯度可高达99wt%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种制备垂直排列单壁碳纳米管阵列的方法,具体而言涉及一种常压下 水分辅助化学气相沉积法制备高纯度单壁碳纳米管垂直阵列的方法,属于纳米

技术介绍
碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层卷曲而成的一维中空纳米材料。结构上的特 殊性决定了碳纳米管具有一系列优异的性能,如极高的机械强度、独特的导电性、良好的传 热能力、高的比表面积、化学稳定性、以及良好的场发射性能等等。因此,自从上世纪90年 代,碳纳米管一经发现就引起了国际学术界和产业界的广泛关注。在碳纳米管所构成的各种宏观体材料中,如碳纳米管纤维、碳纳米管纱线、碳纳米 管薄片等,垂直排列的碳纳米管阵列由于具有良好的方向性,因此可以最大程度地保留单 根碳纳米管的优异性质,可以广泛应用于场发射阴极材料、热界面材料、集成电路互连、传 感器、催化剂载体等方面。根据构成碳纳米管的石墨片的层数,碳纳米管通常分为单壁碳纳米管和多壁碳纳 米管两种。垂直排列的单壁碳纳米管阵列由于具有出色的导电性、结晶性和极高的比表面 积,因此在催化、吸附、过滤、储能及纳米电子器件等方面都具有重要的应用前景。从上世纪90年代开始,人们对于多壁碳纳米管阵列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备垂直排列单壁碳纳米管阵列的方法,为基于常压化学气相沉积技术,以氧化铝负载的Fe为催化剂,惰性气体和氢气为载气,通过向生长气氛中添加50-1000ppm浓度的水分,制得垂直于基片排列的单壁碳纳米管。

【技术特征摘要】
一种制备垂直排列单壁碳纳米管阵列的方法,为基于常压化学气相沉积技术,以氧化铝负载的Fe为催化剂,惰性气体和氢气为载气,通过向生长气氛中添加50 1000ppm浓度的水分,制得垂直于基片排列的单壁碳纳米管。2.如权利要求1所述制备垂直排列单壁碳纳米管阵列的方法,其特征在于,包括如下 步骤(1)将带有催化剂的基片放入化学气相沉积系统的石英管中,密封好后升温,升温过程 中以惰性气体和氢气作为保护气体,将反应体系从室温加热到生长温度;(2)达到生长温度后,先通入带有水分的惰性气体,保温1-10分钟;然后通入碳源气 体,生长5-30分钟;(3)生长结束后,除惰性气体外,关闭所有反应气体,并加大惰性气体流量吹扫尾气,同 时反应体系开始降温至室温获得垂直排列单壁碳纳米管阵列。3.如权利要求2所述制备垂直排列单壁碳纳米管阵列的方法,其特征在于,步骤1中 所述的升温过程为以室温为起点,将反应体系温度在10-15分钟内升至750-850°C。4.如权利要求2所述制备垂直排列单...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵斌杨俊和王现英杨光智何星唐志红张磊
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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