[发明专利]一种碳纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米复合材料，特征在于，它为石墨烯纳米带垂直阵列，且石墨烯纳米带的外壁附着有碳化硅晶体/石墨化金刚石纳米晶体，其中碳化硅晶体包裹在石墨化金刚石晶体之中。

2.如权利要求1所述的一种碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗，N₂吹干；通过电子束蒸发系统依次蒸镀8-12nmAl₂O₃，0.7-1.2nmFe；

(2)在热丝CVD炉温700-800℃下，气体流量分别为H₂:200±10sccm，C₂H₂:2±0.5sccm，通过去离子水的H₂为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为单根钨丝，功率为30-35W条件下，将步骤(1)中制得的硅片置于钨丝前方0.2～0.5cm处，反应30～60s将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4±0.5Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长；

(3)通过电子束蒸发系统在步骤(2)所获得的单壁碳纳米管垂直阵列蒸镀1-5nm的硅，蒸镀速率为0.01nm/min；

(4)在热丝CVD炉温950-1050℃下，气体流量分别为H₂:125-175sccm，CH₄:0.3-0.6sccm，通过去离子水的H₂为5-25sccm，总气压为25-30Torr，热丝为四根钨丝，功率为75-85W条件下，将经步骤(3)处理的单壁碳纳米管垂直阵列置于钨丝正下方，反应1-4h即得碳纳米复合材料。

3.如权利要求2所述的一种碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的钨丝用钽丝替代。

4.如权利要求2或3所述的一种碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的钨丝或钽丝单根时水平放置。

5.如权利要求2或3所述的一种碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的钨丝或钽丝四根时水平放置平行排列。

6.如权利要求1所述的碳纳米复合材料在电催化析氢中的应用。