[发明专利]碳纳米管的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

提供一基底，在所述基底的表面沉积一催化剂层；

将所述基底设置于一反应炉内，加热使反应炉内温度达到一预定温度，向反应炉内通入一碳源气体及一保护气体，以在该基底上生长第一碳纳米管片段结构，所述第一碳纳米管片段结构包括多根金属性碳纳米管片段；

对生长的第一碳纳米管片段结构施加一电场，该电场方向为给催化剂层充正电荷的方向；以及

反转电场方向，从该金属性碳纳米管片段生长出半导体性碳纳米管片段。

2.如权利要求1所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述第一碳纳米管片段结构包括多根碳纳米管片段沿同一方向延伸。

3.如权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述多根碳纳米管片段为单壁碳纳米管片段，该单壁碳纳米管片段的直径小于2纳米。

4.如权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述第一碳纳米管片段结构中碳纳米管片段的密度大于3根/μm。

5.如权利要求1所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，该电场方向经过一次反转为负向后，所述第一碳纳米管片段中的金属性碳纳米管片段新生长出的为半导体性碳纳米管片段。

6.一种碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

提供一基底，在所述基底的表面沉积一催化剂层；

将所述基底设置于一反应炉内，加热使反应炉内温度达到一预定温度，向反应炉内通入一碳源气体及一保护气体，以在该基底上生长第一碳纳米管片段结构，所述第一碳纳米管片段结构包括多根金属性碳纳米管片段；

对生长的第一碳纳米管片段结构施加一脉冲电场，所述脉冲电场是由正向电场和负向电场多次交替形成的周期性电场，所述正向电场给所述催化剂层充正电荷，所述负向电场给所述催化剂层充负电荷，所述脉冲电场从正向电场到负向电场改变时，从第一碳纳米管片段中的金属性碳纳米管片段新生长出半导体性碳纳米管片段。

7.如权利要求6所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，当负向电场脉冲时间小于200ms时，且电场方向由正向变为负向时，从该第一碳纳米管片段中的部分金属性碳纳米管片段新生长出半导体性碳纳米管片段。

8.如权利要求6所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，当负向电场脉冲时间大于200ms小于等于500ms时，且电场方向由正向变为负向时，所述第一碳纳米管片段均生长出半导体性碳纳米管片段。

9.如权利要求6所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，当负向电场脉冲时间大于500ms时，电场方向由正向变为负向时，所述第一碳纳米管片段均生长出半导体性碳纳米管片段，电场方向由负向再变为正向时，新生长出的半导体性碳纳米管片段的手性均为金属性碳纳米管。

10.一种碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

提供一催化剂层，在催化剂层表面生长第一碳纳米管片段结构；

对生长的第一碳纳米管片段结构施加一电场，该电场方向为给催化剂层充电荷的方向；以及

反转电场方向，电场为催化剂层充电荷的电性改变，从该第一碳纳米管片段结构生长出与第一碳纳米管片段结构手性不同的第二碳纳米管片段结构。