[发明专利]一种制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法

权利要求书

1.一种制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：

Ⅰ、在洁净的基底表面制备催化剂层，其中，催化剂层由无机催化剂缓冲层和金属催化剂层组成；

Ⅱ、在空气氛围下，对催化剂层进行退火预处理；

Ⅲ、将步骤Ⅱ退火后的带有催化剂层的基底转移至反应炉中，在保护气体氛围下加热；

Ⅳ、向反应炉中以三步法梯度供给碳源气和保护气的混合气，低于100 KPa的环境压力下进行碳纳米管阵列生长；

三步法梯度供给混合气分为反应初期、中期、后期，具体为：反应初期以碳源气体流量占比为8.0%-20%保持5s-60s，反应中期以碳源气体流量占比1.0%-5.0%保持5min-20min，反应后期在中断碳源气的同时迅速通入1000sccm保护气；

Ⅴ、待生长完成后快速提高机械泵抽速来迅速结束碳纳米管阵列的生长；

Ⅵ、在保护气体氛围下，待反应炉冷却至室温后，关闭保护气，卸真空，取出样品。

2.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，基底为硅片、石英片或铝、不锈钢、镍金属基底中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，无机催化剂缓冲层为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锌、氧化锆、氧化铪中的一种或多种；金属催化剂层为铁、钴、镍或其合金中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，退火预处理为，将基底在300℃-500℃范围内热处理8-12小时。

5.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，加热至温度范围在500℃-1000℃。

6.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅳ中，碳源气为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔或乙醇中的一种，保护气为氩气、氮气、氦气或氢气中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备可纺丝超顺排碳纳米管阵列的方法，其特征在于：所述步骤Ⅴ，机械泵抽速1430r/min。