一种在片状材料表面制备小直径碳纳米管阵列的方法

摘要

一种在片状材料表面制备小直径碳纳米管阵列的方法，属于纳米材料及其制备技术领域。该方法将含活性金属Fe、Co、Ni、Cu和Mo中的一种或几种组分的纳米颗粒以10⁸-10¹²颗/cm²的密度分散在石墨片、氧化镁或层状双羟基金属氧化物等片状材料上，然后进行化学气相沉积，在片状表面生长出碳纳米管阵列。在阵列中，碳纳米管的直径小于20nm。该方法操作简单易行，实现了碳纳米管阵列的大批量生产，推进了其工业化应用。

主权项

1、一种在片状材料表面生长小直径碳纳米管阵列的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)采用石墨片、氧化镁或层状双羟基金属氧化物片状材料作为载体，在其表面分布有含Fe、Co、Ni、Cu和Mo中一种或几种的纳米颗粒作为生长碳纳米管的催化剂；2)将所述催化剂放入反应器内，通入氢气，或氢气与载气的混合气体，对催化剂在500～800℃的温度下进行还原，还原空速为0.2～2hr-1，；氢气与载气的体积比为1∶0.1～20，所述的载气采用氮气、氩气或它们的混合气体；还原后金属颗粒粒径为1～15nm，密度为108～1012颗/cm2；3)在500～800℃的反应器温度下，通入碳源气体、氢气和载气的混合气体，其中氢气∶碳源气体∶载气的体积比为0～2∶1∶0.1～10，反应过程的空速为1～5000hr-1，气速为0.005～1m/s，即在片状材料表面生长出直径在0.5～20nm的碳纳米管阵列。