[發明專利]碳納米管薄膜結構及其制備方法

有效

• 申請號: 200810066048.7
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101497436A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 王雪深;李群慶;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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳納米管薄膜結構，其包括至少一碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包 括多個平行于碳納米管薄膜表面的超長碳納米管，且超長碳納米管彼此平行 排列，其特征在于，相鄰兩個超長碳納米管相互接觸且通過范德華力緊密連 接從而使形成一自支撐的碳納米管薄膜。

2.如權利要求1所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述碳納米管薄膜 結構包括至少兩個重疊設置的碳納米管薄膜，相鄰兩個碳納米管薄膜之間通 過范德華力緊密連接，且相鄰兩個碳納米管薄膜中的碳納米管的排列方向形 成一夾角α，0°≤α≤90°。

3.如權利要求2所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述碳納米管薄膜結 構為一網狀結構，該網狀結構包括均勻分布的微孔，該微孔的孔徑為1微米 ～5微米。

4.如權利要求1所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述碳納米管薄膜 的厚度為0.01～100微米。

5.如權利要求1所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述超長碳納米管 為單壁碳納米管、雙壁碳納米管以及多壁碳納米管中的一種或多種。

6.如權利要求1所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述超長碳納米管 的長度大于1厘米。

7.如權利要求1所述的碳納米管薄膜結構，其特征在于，所述超長碳納米管 的直徑為0.5納米～25納米。

8.一種碳納米管薄膜結構的制備方法，其具體包括以下步驟：

提供一生長裝置，且該生長裝置包括一反應室以及間隔設置于該反應室 內的一旋轉平臺與一固定平臺，反應室包括一進氣口與一出氣口，且所述固 定平臺設置于靠近進氣口一邊，所述旋轉平臺設置于靠近出氣口一邊；

提供一生長基底以及一接收基底，并在該生長基底表面沉積一單分散性 催化劑層；

將所述生長基底放置于該固定平臺上，將所述接收基底放置于該旋轉平 臺上；

通入碳源氣，沿著氣流的方向生長超長碳納米管；

停止通入碳源氣，超長碳納米管平行且間隔的形成在接收基底表面；

更換生長基底，并多次重復上述生長超長碳納米管的步驟，使得越來越 多的超長碳納米管落在接收基底上，從而使得接收基底上的超長碳納米管變 得越來越密并且相鄰兩個超長碳納米管相互接觸且通過范德華力緊密連接 從而在接收基底上形成至少一自支撐的碳納米管薄膜；

將所述至少一碳納米管薄膜從接收基底上取下，從而得到一碳納米管薄 膜結構。

9.如權利要求8所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述生 長基底與接收基底為耐高溫基板。

10.如權利要求8所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述催 化劑材料可選用鐵、鈷、鎳或其任意組合的合金材料。

11.如權利要求8所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述催 化劑材料為一金屬鹽的單分散性溶液或者一金屬的單分散性溶液。

12.如權利要求11所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述 將該催化劑材料沉積于該生長基底表面形成一單分散性催化劑層的步驟具 體包括以下步驟：將一單分散性溶液滴到生長基底表面或將生長基底浸入該 單分散性溶液中，使該單分散性溶液附著于生長基底表面；烘干生長基底表 面的單分散性溶液形成一單分散性催化劑層。

13.如權利要求8所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述接 收基底為一硅片或一銅網。

14.如權利要求8所述的碳納米管薄膜結構的制備方法，其特征在于，所述通 入碳源氣生長超長碳納米管的步驟具體包括以下步驟：通入保護氣體，將反 應室內的空氣排出；在保護氣體環境下對反應室進行加熱到800℃～1000℃， 并保持恒溫；通入碳源氣，生長超長碳納米管。