[发明专利]一种大规模制备大尺寸自支撑碳管的方法

摘要

本发明属于大尺寸碳管制备技术领域，特别公开一种大规模制备大尺寸自支撑碳管的方法。S1、利用石英纤维（quartz wool）作为模板，通过化学气相沉积（CVD）法在模板上外延生长碳管；S2、向S1得到的外延生长的材料中加入酸溶液进行浸泡以刻蚀去除模板，然后洗涤至中性，干燥，即得大尺寸自支撑碳管。本发明方法过程简单，设备成本低，易控制；制得的碳管均匀且具有完美的管形结构与极轻的质量密度；外径尺寸与长度可根据模板进行调节；可实现大规模制备。大尺寸碳管由于结合了二维sp²杂化碳与一维大尺寸管的内在特性使其催化、弹性便携式电子器件、传感器、X光管源、环境保护等领域有很好的发展前景。

主权项

1.一种大规模制备大尺寸自支撑碳管的方法，其特征在于步骤如下：S1、利用交织为棉花状的石英纤维作为模板，通过化学气相沉积法在模板上外延生长碳管：S1.1、先用水后用乙醇对模板进行超声清洗除去其表面的污染物；S1.2、把模板放在石英管中，通入平衡气体和载气的混合气，混合气中，平衡气体占体积百分比为5%，载气占体积百分比为95%，排除石英管中的空气后，以2~10℃/min的升温速率升至800~1100℃并恒温0.5~5h；S1.3、同时通入平衡气体、载气、碳源气体，碳源气体占体积百分比为20%，平衡气体占体积百分比为4%，载气占体积百分比为76%，反应0.5~5h后，关闭碳源气体，降至室温；S2、向S1得到的外延生长的材料中加入酸溶液进行浸泡以刻蚀去除模板，然后洗涤至中性，干燥，即得大尺寸自支撑碳管。