[發明專利]一種碳納米管連續生長裝置

有效

• 申請號: 201310398408.4
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN104418317A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 任昕;邊歷峰;朱建軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及碳納米管制備領域，特別是涉及一種碳納米管連續生長裝置。

背景技術

目前，碳納米管制備工藝主要有電弧放電法、鐳射燒蝕法以及化學氣相沉積法。其中，化學氣相沉積法以其工藝簡便、成本低、納米管可控、長度大、收集率高等特點得到廣泛研究與應用。化學氣相沉積法主要是運用納米尺度的過度金屬或其氧化物作為催化劑，在相對低的溫度下熱解含碳的氣源來制備碳納米管的。

傳統的碳納米管生長裝置，包括纏繞著加熱電阻絲的石英管，其內部是設置有空腔，空腔內放置襯底，襯底上附著有約10nm的催化劑薄膜，通過往空腔內通入氫氣和丙烷氣體，保持一定溫度作用下，在催化劑表面上生長出一層碳納米管。

傳統的碳納米管生長裝置中，襯底是不透氣的，當反應氣體通入時，與催化劑薄膜接觸，可以在其表面生長碳納米管，隨著碳納米管逐漸增厚，催化劑薄膜逐漸被完全淹沒，被淹沒的催化劑薄膜不能再與反應氣體接觸，起不到催化劑的作用，導致碳納米管無法繼續生長。一般當碳納米管生長至約1-2mm后就會停止生長，這種情況下，使得碳納米管不能連續生長，生長效率較低。

有鑒于此，提供一種可實現碳納米管連續生長以及提高碳納米管生長速率的裝置實為必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳納米管連續生長裝置，以提高碳納米管的生長速率并實現碳納米管的連續生長。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請公開了一種碳納米管連續生長裝置，包括基板以及形成于所述基板表面的催化劑薄膜，所述的催化劑薄膜沿重力方向形成于所述基板的下表面。

優選的，在上述的碳納米管連續生長裝置中，所述的基板開設有第一通孔，所述的催化劑薄膜包括連通于所述第一通孔的第二通孔。

優選的，在上述的碳納米管連續生長裝置中，所述的第一通孔的直徑為50~200nm；所述的第二通孔的直徑為10~100nm。

優選的，在上述的碳納米管連續生長裝置中，所述的基板的材質為硅、陶瓷、鐵或不銹鋼。

優選的，在上述的碳納米管連續生長裝置中，所述的催化劑薄膜的材質選自鐵、鐵的氧化物、鈷、鈷的氧化物、鎳、鎳的氧化物的一種或多種；所述的催化劑薄膜的厚度為5~500nm。

本申請還公開了一種碳納米管連續生長裝置，包括：

加熱室，具有一加熱腔，所述的加熱室開設有連通于所述加熱腔的通氣孔；

位于所述加熱腔內的基板以及形成于所述基板表面的催化劑薄膜，所述的催化劑薄膜沿重力方向形成于所述基板的下表面；

加熱裝置，對所述的加熱腔進行加熱。

作為本發明的進一步改進，所述的加熱室為石英管，所述的加熱裝置為纏繞于所述石英管外側的電阻絲。

作為本發明的進一步改進，所述的基板開設有第一通孔，所述的催化劑薄膜包括連通于所述第一通孔的第二通孔。

作為本發明的進一步改進，所述的第一通孔的直徑為50~200nm；所述的第二通孔的直徑為10~100nm。

作為本發明的進一步改進，所述的基板的材質為硅、陶瓷、鐵或不銹鋼；所述的催化劑薄膜的材質選自鐵、鐵的氧化物、鈷、鈷的氧化物、鎳、鎳的氧化物的一種或多種；所述的催化劑薄膜的厚度為5~500nm。

與現有技術相比，本發明的優點在于：催化劑薄膜沿重力方向形成于所述基板的下表面，在重力的作用下，生長速度較垂直向上生長時增大，從而達到了連續快速生長的技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發明具體實施例中碳納米管連續生長裝置的結構示意圖；

圖2所示為本發明具體實施例中基板以及形成于基板上催化劑薄膜層的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參圖1所示，碳納米管連續生長裝置包括加熱室10，加熱室10優選為一石英管，其具有一加熱腔11。