[发明专利]单壁碳纳米管的制备方法

摘要

本发明涉及一种利用电弧放电法制备单壁碳纳米管的方法。本发明重点介绍了作为中间原料含铁催化剂碳电极棒的制备方法。本发明主要是采用铁粉和可石墨化碳粉为原料，通过混合、研磨、压制成型、烧结制得含铁催化剂电极棒；然后再含有氢气的气氛中，通过直流或交流电弧放电，使含铁碳电极棒蒸发，最终制得高纯度、高结晶性的单壁碳纳米管。

主权项

一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于具有以下制备过程和步骤：a，含铁催化剂碳电极棒的制备(1)，取铁粉和可石墨化碳粉按一定比例混合。催化剂铁粉的含量为总摩尔数的0.5～5.0％；混合均匀后放在球磨机内研磨24小时，然后等静压压制成碳棒；碳棒为圆形、方形或其他形状；(2)，将上述碳棒在氮气或氩气或氦气等的保护性其他下进行预烧结，温度为800～1200℃烧结时间为0.5～2.0小时；(3)，然后，再将碳棒放入高温热处理炉内，在氮气、或氩气、或氦气等保护性气体下，在1400～2000℃下进行烧结；烧结时间为0.5～2.0小时；经烧结，能使碳粉充分石墨化并是铁与碳形成共晶；最终制得含铁催化剂碳电极棒；b，单壁碳纳米管的制备采用电弧放电法制备单壁碳纳米管；用上述制得的含铁催化剂碳电极棒作为阳极，以纯碳电极棒为阴极；在氢气、或氢气与其他惰性其他的混合气体中，在静态或动态气氛中，以直流或交流方式进行放电，使产生电弧而使电极蒸发，在电弧设备腔体内得到布状或网状单壁碳纳米管产物；然后对所述产物用氧气、空气、或氧气空气混合气体进行氧化处理，以去除无定形碳等杂质；再用浓盐酸洗涤，以除去催化剂纳米颗粒；最终得到纯度高达90％以上的高结晶性单壁碳纳米管。