铁碳复合物、包括所述铁碳复合物的碳材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种铁/碳复合物，所述铁/碳复合物包括：具有嵌套结构的纳米片状碳管或多层碳纳米管；碳化铁或铁，所述碳化铁或铁填充了碳管内部空间10～90％。铁/碳复合物可用作电子发射材料和其它应用。

主权项

1. 一种制备包括铁碳复合物的碳材料的方法，所述铁碳复合物由(a)嵌套多壁碳纳米管和(b)碳化铁或者铁组成，其中嵌套多壁碳纳米管内部空间的10～90％被碳化铁或铁填充，所述方法包括以下步骤：(1)在反应炉中将卤化铁加热到600～900℃，其中压力在惰性气氛下已调到10-5Pa～200kPa，并且反应炉内氧气浓度已调整到使得B/A比为1×10-10～1×10-1，其中A表示反应炉容积且A的单位是升，B表示氧量且B的单位是Ncc；(2)向反应炉中通入惰性气体，在10-5Pa～200kPa的压力下，导入可热解的碳源并在600～900℃的温度下进行热处理；(3)保持步骤(2)的温度，用惰性气体置换反应炉中的气体；(4)将反应炉内温度升高至950～1500℃，所述反应炉内的气体已用惰性气体置换；(5)保持升温结束时的最终温度，直到制得嵌套多壁碳纳米管；(6)以50℃/h或更小的速度降低反应炉内温度，从而制得包括铁碳复合物的碳材料，所述铁碳复合物由嵌套多壁碳纳米管和填充了碳管内部空间10～90％的碳化铁或铁组成。