[发明专利]一种大规模制备氮掺杂碳纳米管定向阵列的方法

摘要

一种大规模制备氮掺杂碳纳米管定向阵列的方法，该方法利用具备微观平整表面结构的高密度催化剂颗粒，如片状，层状，球状颗粒等，通过在高温下通入碳源和氮源，可在催化剂上形成具有定向排列的氮掺杂碳纳米管定向阵列。相比传统的制备技术，该方法提高了生长基体比表面积的使用，同时也可采用流化床，移动床等适合批量制备的反应器进行规模化制备；其工艺操作相对简单且易进行连续化操作，解决了传统氮掺杂碳纳米管定向阵列制备过程中使用大面积平面基板带来的低效率问题，有助于推进氮掺杂碳纳米管定向阵列的批量制备及规模化应用。

主权项

一种大规模制备氮掺杂碳纳米管定向阵列的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)采用含表面曲率半径不小于500纳米的颗粒作为催化剂载体，将活性组分负载到颗粒的内外表面，然后将催化剂放入反应器内；所述活性组分为铁盐、镍盐、钴盐或它们的混合物；2)在氮掺杂碳纳米管定向阵列生长的反应器中，通入碳源、氮源、氢气和载气的混合气体，反应温度为500‑1000℃，气速为0.005‑2米/秒，混合气体中碳原子、氮原子、氢气分子、载气分子的摩尔比为1∶0.01‑100∶0‑5∶0.1‑30，所述碳源为一氧化碳和八碳以下低碳烃类中的一种或几种的混合气体；所述氮源为氨气和八碳以下含氮烃类中的一种或几种的混合气体；获得氮掺杂碳纳米管定向阵列。