[发明专利]纳米管-纳米角复合体及其制造方法

权利要求书

1.一种纳米管-纳米角复合体，其特征在于，

具备碳纳米角和在所述碳纳米角的内部负载的催化剂微粒，

所述碳纳米角上形成有孔，

所述催化剂微粒以一部分露出于所述碳纳米角外的方式填入所述孔中并固定，

从所述催化剂微粒上生长出碳纳米管。

2.一种纳米管-纳米角复合体，其特征在于，

具备碳纳米角和在其内部负载的催化剂微粒，

所述催化剂微粒以一部分露出于所述碳纳米角外的方式负载在所述碳纳米角的末端部，

从所述催化剂微粒上生长出碳纳米管。

3.如权利要求1或2所述的纳米管-纳米角复合体，其特征在于，所述催化剂微粒为Fe、Ni、Co、Pt、Au、Cu、Mo、W、Mg或它们的前体、或者包含这些物质的合金。

4.如权利要求1所述的纳米管-纳米角复合体，其特征在于，所述孔形成于所述碳纳米角的末端。

5.如权利要求1所述的纳米管-纳米角复合体，其特征在于，所述孔形成于所述碳纳米角的侧面。

6.一种纳米管-纳米角复合体的制造方法，其包括：

在碳纳米角上形成孔的过程(a)；

通过所述孔向所述碳纳米角的内部导入所述催化剂微粒或其前体的过程(b)；

将导入的所述催化剂微粒或其前体所接触的周围的碳纳米角除去，使所述催化剂微粒或其前体的一部分露出于所述碳纳米角外的过程(c)；和

从所述催化剂微粒或其前体上生长碳纳米管的过程(d)。

7.如权利要求6所述的纳米管-纳米角复合体的制造方法，其特征在于，所述过程(c)包括将所述碳纳米角内部的所述催化剂微粒或其前体与碳纳米角接触的部位的所述碳纳米角氧化除去，使所述催化剂微粒及前体的一部分露出于所述碳纳米角外，并从该催化剂表面生长碳纳米管的工序。

8.如权利要求7所述的纳米管-纳米角复合体的制造方法，其特征在于，所述过程(c)中，所述碳纳米角的氧化除去通过在氧浓度为30体积％以下的气氛中、200～400℃的温度范围内的热处理进行。

9.如权利要求7所述的纳米管-纳米角复合体的制造方法，其特征在于，所述过程(c)是在氧化剂的浓度为30体积％以下、温度从室温至100℃的氧化性溶液中，对所述碳纳米角进行氧化处理从而将所述碳纳米角氧化除去，使所述催化剂微粒或其前体的一部分露出于所述碳纳米角外的过程。

10.如权利要求6～9中任一项所述的纳米管-纳米角复合体的制造方法，其特征在于，所述过程(b)是导入Fe、Ni、Co、Pt、Au、Cu、Mo、W、Mg或它们的前体、或者包含这些物质的合金作为所述催化剂微粒的过程。

11.如权利要求6～10中任一项所述的纳米管-纳米角复合体的制造方法，其特征在于，所述过程(d)是使用碳源化合物，在惰性气体或者惰性气体与氢气的混合气体气氛下、在350～1000℃的范围内，通过化学气相沉积法从露出于所述碳纳米角外的催化剂微粒上生长碳纳米管的工序。

12.一种场发射元件，其特征在于，具有权利要求1～5中任一项所述的纳米管-纳米角复合体。

13.一种燃料电池，其特征在于，具有权利要求1～5中任一项所述的纳米管-纳米角复合体。

14.一种水蒸气改性用催化剂载体，其特征在于，具有权利要求1～5中任一项所述的纳米管-纳米角复合体。