[發明專利]帶狀碳納米管薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 200810067529.X
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN101591015A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 姜開利;李群慶;劉亮;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;B81C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種納米材料薄膜的制備方法，尤其涉及一種帶狀碳納米管 薄膜的制備方法。

背景技術

碳納米管(Carbon?Nanotube，CNT)是一種新型碳材料，1991年由日本研 究人員Iijima在實驗室制備獲得(請參見，Helical?Microtubules?of?Graphitic Carbon，Nature，V354，P56-58(1991))。碳納米管的特殊結構決定了其具有特 殊的性質，如高抗張強度和高熱穩定性；隨著碳納米管螺旋方式的變化，碳 納米管可呈現出金屬性或半導體性等。由于碳納米管具有理想的一維結構以 及在力學、電學、熱學等領域優良的性質，其在材料科學、化學、物理學等 交叉學科領域已展現出廣闊的應用前景，包括場發射平板顯示，電子器件， 原子力顯微鏡(Atomic?Force?Microscope，AFM)針尖，熱傳感器，光學傳感器， 過濾器等等。

雖然碳納米管性能優異，具有廣泛的應用，但是一般情況下制備得到的 碳納米管為微觀結構，其在宏觀上為顆粒狀或粉末狀，不利于碳納米管的宏 觀應用。因此制備各種宏觀的碳納米管結構成為人們關注的熱點。Marcelo Motta等采用一可旋轉的錠子紡織采用化學氣相沉積法直接生長的碳納米 管，以形成一無序碳納米管纖維和薄膜(請參見The?parameter?space?for?the direct?spinning?of?fibres?and?films?of?carbon?nanotube，Physica?E，vol.37，pp.40， (2007))。

碳納米管薄膜為碳納米管宏觀應用的一種重要形式。現有技術中碳納米 管薄膜的制備方法包括以下步驟：提供一生長基底；在該生長基底上沉積一 催化劑層；提供一反應室，并將該沉積有催化劑層的生長基底置入所述反應 室內，通入碳源氣，并加熱生長碳納米管薄膜。該方法制備的碳納米管薄膜 形成于所述生長基底上，且該碳納米管薄膜中包括多個相互纏繞，無序排列 的碳納米管。

然而，采用上述方法制備的碳納米管薄膜存在以下不足：第一，由于生 長基底含有催化劑層，所以生長的碳納米管薄膜中含有催化劑，影響了碳納 米管薄膜的純度。第二，該碳納米管薄膜中的碳納米管相互纏繞，無序排列 導致無法有效應用碳納米管的優良特性，如：導電性與導熱性。

有鑒于此，確有必要提供一種碳納米管薄膜的制備方法，所制備的碳納 米管薄膜不含催化劑，碳納米管薄膜中的碳納米管有序排列，可以有效應用 碳納米管的優良特性。

發明內容

一種帶狀碳納米管薄膜的制備方法，其包括以下步驟：提供一基底；在 所述基底表面形成至少一個帶狀催化劑薄膜；采用化學氣相沉積法生長至少 一個帶狀碳納米管陣列；以及處理所述至少一個帶狀碳納米管陣列，使所述 至少一個帶狀碳納米管陣列沿垂直于其長度的方向傾倒，在基底表面形成至 少一個帶狀碳納米管薄膜。

本技術方案提供的帶狀碳納米管薄膜的制備方法具有以下優點：第一， 所述帶狀碳納米管薄膜只需將形成有帶狀催化劑薄膜的基底置入反應室生 長，并對生長出的帶狀碳納米管陣列進行處理得到，方法簡單，可實現有序 排列帶狀碳納米管薄膜的生產。第二，可通過形成多個帶狀催化劑薄膜于所 述基底表面，進而制備多個帶狀碳納米管薄膜，故所述帶狀碳納米管薄膜的 制備方法可實現帶狀碳納米管薄膜的批量生產。

附圖說明

圖1為本技術方案實施例帶狀碳納米管薄膜的制備方法的流程圖。

圖2為本技術方案實施例所形成的帶狀碳納米管陣列的掃描電鏡照片。

圖3為本技術方案實施例所制備的帶狀碳納米管薄膜的掃描電鏡照片。

具體實施方式

下面將結合附圖對本技術方案實施例帶狀碳納米管薄膜的制備方法作 進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本技術方案實施例帶狀碳納米管薄膜的制備方法包括以下 步驟：

步驟一：提供一基底。

所述基底為一耐高溫基板，其材料不限，只要確保其熔點高于所述碳納 米管的生長溫度即可。所述基底形狀不限，可為方形、圓形等任何形狀。所 述基底的大小尺寸不限，具體可根據實際情況而定。本技術方案實施例中， 所述基底為一方形硅基底，該硅基底的長度和寬度均為30厘米。

步驟二：在所述基底表面形成至少一個帶狀催化劑薄膜。