本技术:
涉及材料技术领域,特别是涉及一种多壁碳纳米管阵列的制备方法。
背景技术:
碳纳米管的发现,引领人们打开了纳米世界的大门,由于其特殊的结构以及优异的力、热、电性能,在材料科学、纳米电子学、生物学等方面有着十分广泛的应用前景,引起了广泛的科学研究。而垂直排列的碳纳米管阵列由于其高度取向、一致的长径比等优势,更有利于某些性能的发挥,在导热、导电、超强纤维、场发射等方面有着十分重要的工程意义。
现有工艺制备的碳纳米管阵列,通常存在定向性差的技术问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种多壁碳纳米管阵列的制备方法,以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开一种多壁碳纳米管阵列的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)、将催化剂和碳源溶液搅拌均匀,制备浓度为0.03~0.04g/ml的混合溶液;
(2)、将混合溶液涂覆在衬底表面;
(3)、将混合溶液加入电阻炉中,在氩气或氮气的保护气体下,升温至800~950℃;
(4)、通入流量为150~200sccm的氢气,保温20~40分钟,将碳纳米管阵列生长在衬底表面;
(5)、停止通入氢气,炉冷,取出样品。
优选的,在上述的多壁碳纳米管阵列的制备方法中,所述催化剂为铁、钴、镍或其任意组合的合金之一。
优选的,在上述的多壁碳纳米管阵列的制备方法中,所述碳源为二甲苯溶液。
优选的,在上述的多壁碳纳米管阵列的制备方法中,所述衬底为p型或n型硅基底,或选用形成有氧化层的硅基底。
优选的,在上述的多壁碳纳米管阵列的制备方法中,所述保护气体为氩气或氮气。
优选的,在上述的多壁碳纳米管阵列的制备方法中,所述步骤(3)中,在保护气体下,升温至900℃。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明所获得的多壁碳纳米管长度在毫米级别,定向性良好,管径平均在80纳米左右,管径分布均匀。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
1、将二茂铁和二甲苯溶液搅拌均匀,制备浓度为0.035g/ml的混合溶液;
2、将混合溶液涂覆在衬底表面,衬底为p型硅基底;
3、将混合溶液加入电阻炉中,在氩气或氮气的保护气体下,升温至900℃;
4、通入流量为150sccm的氢气,保温30分钟,将碳纳米管阵列生长在衬底表面;
5、停止通入氢气,炉冷,取出样品。
所获得的多壁碳纳米管长度在毫米级别,定向性良好,管径平均在80纳米左右,管径分布均匀。
实施例2
1、将钴和二甲苯溶液搅拌均匀,制备浓度为0.04g/ml的混合溶液;
2、将混合溶液涂覆在衬底表面,衬底为n型硅基底;
3、将混合溶液加入电阻炉中,在氩气或氮气的保护气体下,升温至800℃;
4、通入流量为200sccm的氢气,保温30分钟,将碳纳米管阵列生长在衬底表面;
5、停止通入氢气,炉冷,取出样品。
所获得的多壁碳纳米管长度在毫米级别,定向性良好,管径平均在84纳米左右,管径分布均匀。
实施例3
1、将镍和二甲苯溶液搅拌均匀,制备浓度为0.03g/ml的混合溶液;
2、将混合溶液涂覆在衬底表面,衬底为形成有氧化层的硅基底;
3、将混合溶液加入电阻炉中,在氩气或氮气的保护气体下,升温至950℃;
4、通入流量为180sccm的氢气,保温40分钟,将碳纳米管阵列生长在衬底表面;
5、停止通入氢气,炉冷,取出样品。
所获得的多壁碳纳米管长度在毫米级别,定向性良好,管径平均在78纳米左右,管径分布均匀。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。