[發(fā)明專利]一種具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物及其制備方法

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• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105780242A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 翁巍;朱美芳;楊俊杰;成艷華;梁云霞;許明潔
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學
• 主分類號: D03D1/00
• 分類號: D03D1/00;D03D15/00;D04B1/14;D01D5/42;C23C16/26;C23C16/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

1.一種具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于，由碳納米管紗線 組成，所述的碳納米管紗線由碳納米管纖維組成，所述的碳納米管纖維由碳納米 管組成。

2.如權(quán)利要求1所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于， 所述的碳納米管織物的厚度為0.05～1mm，單位面積重量為20～500g/m²，覆 蓋系數(shù)為60％～100％，孔隙率為5％～70％。

3.如權(quán)利要求1所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于， 所述的碳納米管纖維中的碳納米管之間形成孔徑為5～20nm的孔，所述的碳納 米管紗線中的碳納米管纖維之間形成孔徑為50～500nm的孔，所述的碳納米管 紗線之間形成10～50μm的孔。

4.如權(quán)利要求1所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于， 所述的碳納米管紗線的直徑為20～300μm，捻回角為0～50°。

5.如權(quán)利要求1所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于， 所述的碳納米管纖維的直徑為3～50μm，捻回角為5～50°。

6.如權(quán)利要求1所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物，其特征在于， 所述的碳納米管的直徑為8～20nm，長度為50～500μm。

7.權(quán)利要求1-6中任一項所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物的制備 方法，其特征在于，包括通過化學氣相沉積法生長碳納米管，將碳納米管紡絲得 到碳納米管纖維，將碳納米管纖維紡紗得到碳納米管紗線，將碳納米管紗線進行 織造，得到具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物。

8.如權(quán)利要求7所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物的制備方法，其 特征在于，所述的化學氣相沉積法的具體步驟包括：

步驟1：在硅基板上通過電子束蒸發(fā)工藝依次沉積Al₂O₃層和Fe層，Al₂O₃層位于硅基板和Fe層的中間，Al₂O₃層厚度為1～20nm，作為緩沖層，F(xiàn)e層厚 度為0.2～5nm，作為催化劑；

步驟2：采用化學氣相沉積法，用乙烯做碳源，以氫氣為還原氣，以氬氣為 載氣，在步驟1得到的沉積有Al₂O₃層和Fe層的硅基板上生長取向碳納米管陣 列，其中，乙烯流量為50～200sccm，氬氣流量為200～600sccm，氫氣流量為 10～50sccm，生長溫度為720～800℃，生長時間為5～30min，得到碳納米管 陣列。

9.如權(quán)利要求7所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物的制備方法，其 特征在于，所述的“將碳納米管紡絲得到碳納米管纖維”的具體步驟包括：將碳 納米管連續(xù)地牽拉出來，形成碳納米管條帶或者膜，與此同時旋轉(zhuǎn)該條帶或者膜 從而獲得碳納米管纖維。

10.如權(quán)利要求7所述的具有多尺度孔結(jié)構(gòu)的碳納米管織物的制備方法， 其特征在于，所述的“將碳納米管纖維紡紗得到碳納米管紗線”的具體步驟包括： 將碳納米管纖維排列成近似平行狀態(tài)，并沿軸向旋轉(zhuǎn)加捻成紗線。