[發明專利]碳納米管陣列的制備方法

有效

• 申請號: 200610157768.5
• 申請日: 2006-12-27
• 公開（公告）號: CN101209833A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 陳卓;羅春香;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82B3/00;C03C17/22;C08J7/04;C23C16/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳納米管陣列的制備方法，其包括以下步驟：

提供一基底；

在上述基底一表面形成一催化劑層；

通入碳源氣與載氣的混合氣體流經上述催化劑層表面；以及

提供一半導體激光器系統發出激光束聚焦照射在上述基底上從而生長碳納米管陣列。

2.如權利要求1所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該半導體激光器系統通過一激光二極管與一多模光纖耦合后發出激光束，并通過一聚焦透鏡聚焦照射在上述基底上。

3.如權利要求2所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該激光束聚焦后直徑范圍為50～200微米。

4.如權利要求2所述的場發射陰極的制備方法，其特征在于，該激光束聚焦后從正面直接照射在催化劑層上。

5.如權利要求2所述的場發射陰極的制備方法，其特征在于，該激光束聚焦后從反面透過基底照射在催化劑層上。

6.如權利要求1所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該基底材料為硅、氧化硅或金屬。

7.如權利要求5所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該基底材料為玻璃或可塑性有機材料。

8.如權利要求1所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該催化劑層為含碳的催化劑層，其制備方法包括以下步驟：

提供一種分散劑和一種含碳物質的混合物；

將該混合物與一溶劑混合形成溶液；

將該溶液進行超聲波處理分散；

在該分散后的溶液中加入金屬硝酸鹽混合物溶解得到一催化劑溶液；

將該催化劑溶液均勻涂敷于基底表面；以及

烘烤該涂敷有催化劑溶液的基底從而在基底表面形成一含碳的催化劑層。

9.如權利要求8所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該含碳物質為碳黑或石墨，該分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。

10.如權利要求9所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該分散劑與含碳物質的質量比為1∶2～1∶10。

11.如權利要求8所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該金屬硝酸鹽混合物為硝酸鎂與硝酸鐵、硝酸鈷或硝酸鎳中任一種或幾種組成的混合物。

12.如權利要求8所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該溶劑為乙醇溶液或水。

13.如權利要求8所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該催化劑層的厚度為10～100微米。

14.如權利要求1所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，進一步包括先形成一光吸收層于基底第一表面，催化劑層形成于該光吸收層表面。

15.如權利要求14所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該光吸收層的形成包括以下步驟：

形成一含碳材料層于上述基底表面；

在氮氣環境中，將涂敷有含碳材料的基底逐漸加溫到300℃以上并烘烤；以及

自然冷卻到室溫形成一光吸收層于基底表面。

16.如權利要求15所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該含碳材料為石墨乳。

17.如權利要求16所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該石墨乳層采用旋轉涂敷形成于基底表面。

18.如權利要求14所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該光吸收層的厚度為1～20微米。

19.如權利要求14所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該催化劑層的形成包括以下步驟：

提供一催化劑溶液；以及

將該催化劑溶液涂敷于上述光吸收層表面。

20.如權利要求19所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該催化劑溶液為含有金屬硝酸鹽混合物的乙醇溶液。

21.如權利要求20所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該金屬硝酸鹽混合物為硝酸鎂和硝酸鐵、硝酸鈷或硝酸鎳中任一種或幾種組成的混合物。

22.如權利要求14所述的碳納米管陣列的制備方法，其特征在于，該催化劑層的厚度為1～100納米。