[发明专利]磁场辅助化学气相沉积法

权利要求书

1.一种磁场辅助化学气相沉积法，用以制备分支型及填充型纳米材料；其特征在于：在公知的化学气相沉积过程中，通过引入外加磁场的方法使催化剂粒子合并或分裂，来制备分支型或填充型的纳米材料。

2.如权利要求1所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：步骤如下：

a)用化学气相沉积法制备纳米材料；

b)在纳米材料的制备过程中，通过磁性设备在纳米材料生长的区域施加磁场；

c)如果磁场方向与纳米材料生长方向垂直，制备的纳米材料为分支型的纳米材料；如果磁场方向与纳米材料生长方向平行，制备的纳米材料为填充型的纳米材料。

3.如权利要求1所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：以制备碳纳米材料为例，具体步骤如下：

S1步，将放有含铁，钴，镍元素的有机物的容器放置在化学气相沉积装置中，然后将一洁净的衬底放在容器下游1～1000厘米处；

S2步，向化学气相沉积装置中通入10～10000每分钟标准立方厘米非氧化性气体1～300分钟后，排除空气，再开始加热；

S3步，当化学气相沉积装置中心区域达到反应温度600～1200℃时，将容器置于150～800℃的温度区域，此时反应开始进行；

S4步，在纳米材料生长过程中，在纳米材料的生长区域施加垂直或平行方向的磁场，磁场强度为0.01～100特斯拉；

S5步，反应结束后，将衬底移动到700～1200℃的温区对产物进行退火；

S6步，关闭电炉，继续通入非氧化性气体致冷到室温；

S7步，进行后处理：从衬底上收集制备的纳米材料，将收集的纳米材料放入稀酸中反应10～120分钟除去催化剂颗粒；

S8步，离心分离，烘干得成品。

4.如权利要求2所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：所述磁性设备为在高温中保持磁性的设备：电磁铁或被包裹在湿纸中的磁铁。

5.如权利要求2或3所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：所述衬底为石英片、硅片或蓝宝石片，为不与纳米材料反应的基底；非氧化性气体为氢气、氮气或惰性气体。

6.如权利要求1、2或3所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：所述纳米材料，为纳米管或纳米线；纳米材料的直径为1～1000纳米，分支数目为2～500个。

7.如权利要求3所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：所述S4步，是在反应过程中，每隔10～1000秒钟，将一块包裹有湿纸的磁铁或其它可以在高温中保持磁性的设备插入炉中，放置于纳米材料生成的区域，使得磁场方向与衬底表面方向平行或垂直，过1～500秒钟后将磁铁从炉中拔出，在反应过程中，反复重复上述操作，反应过程持续1～120分钟。

8.如权利要求3所述的磁场辅助化学气相沉积法，其特征在于：所述含铁，钴，镍元素的有机物为酞菁铁，二茂铁，酞菁镍，酞菁钴。