一种碳纳米管宏观体的制备方法技术

本发明专利技术涉及碳纳米管的制备技术，具体为一种碳纳米管宏观体的制备方法，适用于制备单壁、双壁或多壁碳纳米管的宏观体。该方法采用含铁（钴或镍）催化剂和含硫生长促进剂，在气态下充分混合均匀，进入反应区生成碳纳米管。所生成碳纳米管漂浮在气相，随着气流方向进入低温区并过滤沉积到多孔材料上，从而形成具有多层碳纳米管薄膜堆积而成的碳纳米管宏观体。本发明专利技术可简单地通过调节工艺参数来控制碳纳米管微观结构、单层碳纳米管薄膜的堆积密度和宏观体的厚度，并且该方法具有产物产量高、纯度高、成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纳米管制备技术，具体为，适用于制备单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管的宏观体。
技术介绍
碳纳米管是有一层或者多层石墨烯按照一定螺旋角巻曲而成的、直径为纳米量级 的无缝管状结构。碳纳米管具有独特的一维纳米结构和许多优异的性能，为纳米材料学、纳 米光电子学、纳米化学、微电子等学科开辟了崭新的研究领域。碳纳米管宏观体是指至少在 一维尺度上为厘米量级以上，可进行宏观操控，同时保持纳米级直径碳纳米管优异特性的 集合体。在许多重要应用领域，只有碳纳米管宏观体才能充分发挥碳纳米管独特的力学、 电学、热学等性能。例如由无数的单根碳纳米管(或其管束)构成的二维网络结构既碳纳 米管薄膜，具有优良的光学透明性、机械柔韧性、低电导率等，从而在纳米复合材料、光学器 件、生物医学、电子器件等领域引起了广泛关注。 当前碳纳米管薄膜通常是由后处理方法而获得的，存在着很大的局限性，如后处 理方法通常要求先提纯碳纳米管，需经过强酸处理或在空气中氧化等步骤，而造成碳纳米 管的微观结构破坏，从而影响其本征性能。同时后处理方法非常繁琐和耗时，不利于碳纳米 管薄膜连续化及大规模生产，从而碳纳米管薄膜在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管宏观体的制备方法，其特征在于：采用碳源、催化剂、缓冲气体和含硫生长促进剂，在气态下充分混合均匀后，进入反应区生成单壁、双壁或多壁碳纳米管，将形成碳纳米管在气流携带下进入低温区，经过多孔材料过滤后，形成具有多层碳纳米管薄膜堆积而成的、具有多层结构的碳纳米管宏观体；其中：　　催化剂为铁、钴或镍；或者，催化剂为含铁、钴或镍的有机化合物；　　碳源为甲烷、乙烯、乙炔、酒精、苯或其它小分子碳氢化合物，铁、钴或镍与碳的摩尔比为１／１０－１／５００；　　含硫生长促进剂为硫粉或含硫化合物，硫与铁、钴或镍的摩尔比为１／１００－１／５；　　缓冲气体为氢气、氩气、氮气之一种或数种混合气体；在标准大气压下，...

【技术特征摘要】
一种碳纳米管宏观体的制备方法，其特征在于采用碳源、催化剂、缓冲气体和含硫生长促进剂，在气态下充分混合均匀后，进入反应区生成单壁、双壁或多壁碳纳米管，将形成碳纳米管在气流携带下进入低温区，经过多孔材料过滤后，形成具有多层碳纳米管薄膜堆积而成的、具有多层结构的碳纳米管宏观体；其中催化剂为铁、钴或镍；或者，催化剂为含铁、钴或镍的有机化合物；碳源为甲烷、乙烯、乙炔、酒精、苯或其它小分子碳氢化合物，铁、钴或镍与碳的摩尔比为1/10-1/500；含硫生长促进剂为硫粉或含硫化合物，硫与铁、钴或镍的摩尔比为1/100-1/5；缓冲气体为氢气、氩气、氮气之一种或数种混合气体；在标准大气压下，缓冲气体在反应区的流速为0.6-50cm/s；碳纳米管反应温度区间750℃-1350℃，反应时间1-200min。2. 按照权利要求1所述的碳纳米管宏观体的制备方法，其特征在于，多孔材料包括各 种具有孔径在50nm-0. 5mm之间的各种多孔过滤材料。3. 按照权利要求2所述的碳纳米管宏观体的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：成会明，刘庆丰，任文才，李峰，丛洪涛，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]