[發明專利]碳納米管的制造方法及碳納米管的制造裝置

有效

• 申請號: 200980108102.2
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101959793A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 野田優;杉目恒志;山口由岐夫;大澤利男;筧和憲;長谷川馨;金東榮
• 申請（專利權）人: 日立化成工業株式會社
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B01J23/745
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 朱丹

1.一種碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述制造方法使用含碳且在加熱狀態下分解的碳源和成為用于由該碳源生成碳納米管的催化劑的催化劑，在配置于反應器中的加熱狀態的支撐體上合成所述碳納米管，

所述制造方法具有：

催化劑擔載工序，其通過使成為所述催化劑的原料的催化劑原料在所述支撐體上流通，在所述支撐體上擔載所述催化劑；

合成工序，其通過使所述碳源在所述支撐體上流通，在所述支撐體上合成所述碳納米管；以及

分離工序，其通過使分離氣體流在所述支撐體上流通，從所述支撐體分離所述碳納米管，

在將所述支撐體保持在所述加熱狀態下，邊切換所述催化劑原料、所述碳源及所述分離氣體流的供給，邊進行所述催化劑擔載工序、所述合成工序及所述分離工序。

2.根據權利要求1所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述支撐體在所述支撐體的內部或周圍具有寬度10μm以上10mm以下的氣體流路。

3.根據權利要求2所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述支撐體為選自粒子、金屬絲、篩、平板及蜂窩狀體中的一種構造物。

4.根據權利要求2所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述支撐體為粒子，

通過在流動層狀態下進行所述碳納米管的所述合成，邊使所述碳納米管生長，邊從所述支撐體剝離所述碳納米管，同時進行所述合成工序和所述分離工序。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述催化劑擔載工序、所述合成工序及所述分離工序在將所述支撐體保持于100℃以上1200℃以下的溫度的狀態下進行。

6.根據權利要求5所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述催化劑擔載工序、所述合成工序及所述分離工序中的所述支撐體的所述溫度的變化為500℃以下。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

在將所述支撐體保持在所述加熱狀態下，邊切換所述催化劑原料、所述碳源及所述分離氣體流的供給，邊重復進行所述催化劑擔載工序、所述合成工序及所述分離工序。

8.根據權利要求7所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述重復的周期為10秒鐘以上10小時以內的時間。

9.根據權利要求8所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

將所述重復周期的所述時間內的10％以上99.99％以下的時間用于所述碳納米管的合成。

10.根據權利要求7～10中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

在所述分離工序后，通過所述支撐體的氧化處理除去殘留于所述支撐體上的碳之后，進行下一重復周期的所述催化劑擔載工序。

11.根據權利要求1～10中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述催化劑擔載工序和所述合成工序在時間上分開進行。

12.根據權利要求1～11中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

所述催化劑包含載體層和催化劑粒子。

13.根據權利要求12所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

通過供給含有Si、Al、Mg、O、C、N中的一種以上元素的蒸汽，在所述支撐體上擔載平均膜厚為1nm以上100nm以下的所述載體層。

14.根據權利要求12或13所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

通過供給含有Fe、Co、Ni、Mo中的一種以上元素的蒸汽，在所述支撐體上擔載直徑0.4nm以上15nm以下的所述催化劑粒子。

15.根據權利要求12～14中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

將所述載體層和所述催化劑粒子同時擔載于所述支撐體上。

16.根據權利要求12～14中任一項所述的碳納米管的制造方法，其特征在于，

在將所述載體層擔載于所述支撐體上后，將所述催化劑粒子擔載于所述支撐體上的所述載體層上。