[發明專利]碳納米管的制備方法

有效

• 申請號: 201710349116.X
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108946700B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王江濤;柳鵬;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: C01B32/162
• 分類號: C01B32/162;C01B32/168;B82Y40/00;B82B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳納米管的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，在所述基底的表面沉積一催化劑層；

將所述基底設置于一反應爐內，加熱使反應爐內溫度達到一預定溫度，向反應爐內通入一碳源氣體及一保護氣體，以在該基底上生長第一碳納米管片段結構，所述第一碳納米管片段結構包括多根金屬性碳納米管片段；

對生長的第一碳納米管片段結構施加一電場，該電場方向為給催化劑層充正電荷的方向；以及

反轉電場方向，從該金屬性碳納米管片段生長出半導體性碳納米管片段。

2.如權利要求1所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，所述第一碳納米管片段結構包括多根碳納米管片段沿同一方向延伸。

3.如權利要求2所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，所述多根碳納米管片段為單壁碳納米管片段，該單壁碳納米管片段的直徑小于2納米。

4.如權利要求2所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，所述第一碳納米管片段結構中碳納米管片段的密度大于3根/μm。

5.如權利要求1所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，該電場方向經過一次反轉為負向后，所述第一碳納米管片段中的金屬性碳納米管片段新生長出的為半導體性碳納米管片段。

6.一種碳納米管的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，在所述基底的表面沉積一催化劑層；

將所述基底設置于一反應爐內，加熱使反應爐內溫度達到一預定溫度，向反應爐內通入一碳源氣體及一保護氣體，以在該基底上生長第一碳納米管片段結構，所述第一碳納米管片段結構包括多根金屬性碳納米管片段；

對生長的第一碳納米管片段結構施加一脈沖電場，所述脈沖電場是由正向電場和負向電場多次交替形成的周期性電場，所述正向電場給所述催化劑層充正電荷，所述負向電場給所述催化劑層充負電荷，所述脈沖電場從正向電場到負向電場改變時，從第一碳納米管片段中的金屬性碳納米管片段新生長出半導體性碳納米管片段。

7.如權利要求6所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，當負向電場脈沖時間小于200ms時，且電場方向由正向變為負向時，從該第一碳納米管片段中的部分金屬性碳納米管片段新生長出半導體性碳納米管片段。

8.如權利要求6所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，當負向電場脈沖時間大于200ms小于等于500ms時，且電場方向由正向變為負向時，所述第一碳納米管片段均生長出半導體性碳納米管片段。

9.如權利要求6所述的碳納米管的制備方法，其特征在于，當負向電場脈沖時間大于500ms時，電場方向由正向變為負向時，所述第一碳納米管片段均生長出半導體性碳納米管片段，電場方向由負向再變為正向時，新生長出的半導體性碳納米管片段的手性均為金屬性碳納米管。

10.一種碳納米管的制備方法，包括以下步驟：

提供一催化劑層，在催化劑層表面生長第一碳納米管片段結構；

對生長的第一碳納米管片段結構施加一電場，該電場方向為給催化劑層充電荷的方向；以及

反轉電場方向，電場為催化劑層充電荷的電性改變，從該第一碳納米管片段結構生長出與第一碳納米管片段結構手性不同的第二碳納米管片段結構。