一种垂直生长的开口碳纳米管薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种垂直生长的开口碳纳米管薄膜的制备方法。以金相砂纸磨平陶瓷膜表面，经丙酮超声清洗、水煮，干燥得到陶瓷膜基体；将催化剂二茂铁超声溶于碳源二甲苯中，并加入碳纳米管促生长剂噻吩形成混合溶液。将陶瓷膜基体置于管式炉反应器中，通入氮气并缓慢匀速注入混合溶液进行高温气相沉积反应；再经等离子体刻蚀、硝酸回流加热处理，使碳纳米管的封闭端开口，并去除碳纳米管薄膜上的催化剂颗粒，得到高垂直取向的开口碳纳米管薄膜。本发明工艺简单实用、成本低，通过改变条件参数可实现对碳纳米管薄膜的密度、形态的控制。所制备的碳纳米管薄膜可广泛应用于气体净化与储存、导热导电、催化剂载体等领域，具有良好的应用前景。

主权项

一种垂直生长的开口碳纳米管薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）陶瓷膜预处理：将片状的陶瓷膜先用金相砂纸进行表面磨平处理，然后将打磨过的陶瓷膜放入丙酮中超声清洗，再将陶瓷膜放入纯水中煮沸以进一步除去杂质并打开膜表面通道，最后烘箱烘干；（2）称取适量的二茂铁并超声溶于二甲苯中，加入适量碳纳米管促生长剂噻吩，形成混合溶液；（3）将步骤（1）得到的陶瓷膜置于石英舟内，并从石英管管口缓缓推送至管式炉反应器的高温区，拧紧石英管两端的法兰封口，通入氮气后，开始程序性升温至反应温度；（4）将步骤（2）配制好的混合溶液经注射器缓慢匀速注入管式炉反应器内；（5）恒温反应后，停止加热，在氮气保护下自然降温，关闭氮气和管式炉反应器电源，取出碳纳米管薄膜；（6）将上述碳纳米管薄膜放入等离子体刻蚀机反应腔内，将反应腔内抽至真空，再通入高纯氩气，使腔内气压上升，然后再通入高纯氧气，使得反应腔内压强变为原来的2倍，开启平板电极电源进行等离子刻蚀处理；（7）将刻蚀好的碳纳米管薄膜置于三口烧瓶中，打开冷却水，向三口烧瓶中加入一定浓度的硝酸溶液，加热回流，然后将碳纳米管薄膜置于去离子水中反复冲洗，直至水溶液的pH为7，最后放入烘箱中烘干。