一种直径可调的单壁纳米碳管的制备方法

摘要

本发明涉及纳米碳管的制备技术，具体一种为具有直径可调的单壁纳米碳管的制备方法，适用于制备具有直径可调的单壁纳米碳管。该方法采用超高氢气流量、超低碳源流量、含铁、钴或镍有机化合物催化剂、含硫生长促进剂，在气态下充分混合均匀后，然后输入反应区生成直径可调的单壁纳米碳管；其中：氢气和碳源的摩尔比大于300，硫与铁、钴或镍的摩尔比为1/100-1/5。本发明采用大流量氢气作为缓冲气体抑制超低流量碳氢化合物的裂解反应，同时大量流氢气刻蚀掉生成的无定形碳和小直径单壁纳米碳管，从而提高生产的单壁纳米碳管的纯度并窄化其直径。

主权项

一种直径可调的单壁纳米碳管的制备方法，其特征在于：该方法采用超高氢气流量、超低碳源流量、含铁、钴或镍有机化合物催化剂、含硫生长促进剂，在气态下充分混合均匀后，然后输入反应区生成直径可调的单壁纳米碳管；其中：氢气和碳源的摩尔比大于300，硫与铁、钴或镍的摩尔比为1/100‑1/5；反应区温度900℃‑1350℃，保温时间5‑180min； 含铁、钴或镍有机化合物为二茂铁、二茂钴或二茂镍，使其在60‑120℃的低温区缓慢挥发；含硫生长促进剂为硫粉、噻吩、二硫化碳或硫化氢；超高氢气流量是指采用大流量氢气或氢气与氩气、氮气之一种或数种的混合气体为缓冲气体，其中氢气的含量大于50at.％，在1标准大气压下，超高氢气流速为1.0‑6.0cm/s；超低碳源流量是指采用超低流量甲烷、乙烯、乙炔、酒精或苯作为碳源，在1标准大气压下，超低碳源流速为≤0.02cm/s。