[发明专利]碳纳米管的制备方法，碳纳米管纤维

权利要求书

1.一种碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取沉积有催化剂层的基板，在保护气体氛围下，将所述沉积有催化剂层的基板装载到化学气相沉积设备的反应炉中；

将所述反应炉抽真空至10^-2Torr以下，再注入保护气体使炉内压力为150～300Torr，保持20分钟以上；

在所述保护气体注入速率不变和炉内压力不变的情况下，升温至600～800℃，通入碳源气体和氢气的混合气体进行碳纳米管的生长，得到碳纳米管；所述混合气体中所述碳源气体和所述氢气的体积比为(2～5)：1，流速为25sccm～50sccm；所述注入保护气体的流速为300sccm～1000sccm；

停止对所述反应炉内供气和加热，抽真空至所述反应炉内压力为10^-2Torr以下后，注入保护气体使炉内压力为150～300Torr，待所述反应炉内温度降低至100℃以下，取出所述碳纳米管；

制得的所述碳纳米管的纯度大于99.2％，管长为100微米～1000微米，管径为8～20纳米。

2.如权利要求1所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述通入碳源气体进行碳纳米管的生长的步骤包括：通入碳源气体和氢气的混合气体进行碳纳米管的生长，生长时间为3～20分钟。

3.如权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于所述碳源气体选自：乙烯、乙炔、己烷、甲烷、丙烯、丁烷、一氧化碳、苯、乙醇中的至少一种；和/或，

所述保护气体选自：氮气、氩气、氦气中的至少一种。

4.如权利要求1～3任一所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述催化剂层包括粒径不大于20纳米的金属催化剂颗粒，和/或，

所述催化剂层的厚度为25～35纳米。

5.如权利要求4所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述金属催化剂颗粒选自：铁、镍、钴、钼、钛、钒、铬、锰、钌、铅、银、铂、金中的至少一种金属单质催化剂，和/或，铁、钼、钛、钒、铬、锰、镍、钴、钌、铅、银、铂、金中至少两种金属组成的合金催化剂中的至少一种；和/或，

所述基板选自：硅片、镍片、铜片中的至少一种。

6.一种碳纳米管纤维，其特征在于，所述碳纳米管纤维由如权利要求1～5任一方法制得的碳纳米管制得。

7.如权利要求6所述的碳纳米管纤维，其特征在于，所述碳纳米管纤维由碳纳米管的阵列薄膜直接加捻纺制而成。