[发明专利]复合材料负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极

权利要求书

1.一种复合材料负离子释放头，其特征在于，所述复合材料负离子释放头包括：导电金属丝、碳纳米管阵列和富勒烯层，所述碳纳米管阵列包括多根碳纳米管，所述多根碳纳米管形成在所述导电金属丝上，所述富勒烯层形成在所述导电金属丝的未被所述碳纳米管阵列覆盖的部分和所述碳纳米管阵列上。

2.根据权利要求1所述的复合材料负离子释放头，其中，所述碳纳米管阵列与所述富勒烯层的质量比为0.1～1:1，任选地，为0.1～0.5:1；和/或

所述富勒烯层的厚度为2～10nm；和/或

所述导电金属丝为钛丝、钼丝、钨丝或铁丝。

3.一种制备复合材料负离子释放头的方法，其特征在于，所述方法包括：

在导电金属丝上形成碳纳米管阵列；和

在所述导电金属丝的未被所述碳纳米管阵列覆盖的部分和所述碳纳米管阵列上形成富勒烯层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述在导电金属丝上形成碳纳米管阵列包括：采用催化化学气相沉积法，在通入催化剂气流的条件下，使碳源气流进行裂解反应，在所述导电金属丝上形成碳纳米管阵列。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述催化化学气相沉积法的条件包括：

所述碳源与所述催化剂的摩尔比为100～150:1，任选地，为120～130:1；和/或

温度为700～800℃，任选地，温度为730～770℃；时间为30～60分钟，任选地，时间为40～50分钟；和/或

反应气氛为惰性气体、氮气和氢气中的任意一种或多种。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述碳源选自一氧化碳、有机气体和有机液体中的任意一种或多种；任选地，所述有机气体包括C1-C4的有机气体，所述有机液体包括二甲苯、乙醇、异丙醇和正己烷；和/或

所述催化剂选自过渡金属盐；任选地，所述过渡金属盐中的过渡金属为铁、钴或镍。

7.根据权利要求3所述的方法，还包括：在所述导电金属丝上形成碳纳米管阵列之前，

清洗并干燥所述导电金属丝；和

用酸液对干燥后的导电金属丝表面进行除杂处理；

任选地，所述清洗并干燥所述导电金属丝包括：依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，然后用氮气吹干超声清洗后的导电金属丝；

任选地，所述酸液为HF溶液。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在所述清洗并干燥所述导电金属丝之后，在所述除杂处理之前，在干燥后的导电金属丝上镀过渡金属层；

任选地，所述过渡金属层为铝层或钼层，所述过渡金属层的厚度为0.5～2.5μm；和/或

所述方法还包括：在所述除杂处理之后，在所述导电金属丝上形成碳纳米管阵列之前，对导电金属丝进行退火处理；

任选地，所述退火处理的条件包括：退火温度为400～600℃，退火时间为20～30分钟。

9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述在所述导电金属丝的未被所述碳纳米管阵列覆盖的部分和所述碳纳米管阵列上形成富勒烯层包括：

将富勒烯分散在水中，形成稳定的悬浮液；

将形成有碳纳米管阵列的导电金属丝放入所述悬浮液中，采用垂直沉积法在所述导电金属丝的未被所述碳纳米管阵列覆盖的部分和所述碳纳米管阵列上形成富勒烯层，得到负离子释放头；和

将所述负离子释放头从所述悬浮液中取出，干燥。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成稳定的悬浮液的方法包括：

将富勒烯粉碎；

在容器中将粉碎后的富勒烯与水混合，超声分散，直至所述容器的表面没有富勒烯附着并且所述容器中的溶液不分层；任选地，所述悬浮液中的富勒烯的浓度为0.1～1g/L；和/或

所述垂直沉积法的条件包括：温度为50～120℃，任选地，温度为60～100℃；时间为15～31小时，任选地，时间为16～30小时。

11.一种负离子发生电极，其特征在于，所述负离子发生电极包括金属杆、导电固定装置和负离子释放头，所述负离子释放头通过所述导电固定装置固定在所述金属杆上，且所述负离子释放头与所述金属杆电连接，所述负离子释放头为权利要求1或2所述的复合材料负离子释放头或通过权利要求3-10中任一项所述的方法制备得到的复合材料负离子释放头。