[发明专利]一种超长单壁碳纳米管水平阵列、制备方法及反应装置

摘要

本发明提供一种利用稳定气流制备性质均一超长单壁碳纳米管水平阵列、制备方法及反应装置，涉及纳米材料研究领域。制备方法包括如下步骤：在还原气氛中将催化剂前驱体还原为有活性的催化剂后快速降温至非反应温度。将第二衬底与载有有活性的催化剂的第一衬底共同置于具有碳源的稳定的层流气氛中，再快速升温至生长温度反应得到超长单壁碳纳米管水平阵列。反应装置至少包括反应腔体和加热装置，反应腔体能够迅速升温和降温以达到反应所需的温度要求。本发明的方法与装置能保证得到的超长碳纳米管在稳定的层流中准直平行排列，能高效地可控制备无缺陷的性质均一、高准直性、高平行性、高密度的超长单壁碳纳米管水平阵列。

主权项

1.一种超长单壁碳纳米管水平阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一载有催化剂前驱体的第一衬底，在具有还原气体的气氛中加热到温度T1，将催化剂前驱体还原为有活性的催化剂；经过还原时间t1后，快速将催化剂及所述第一衬底的温度由所述温度T1降至非反应温度，停止反应；提供第二衬底，将所述第二衬底与载有所述有活性的催化剂的第一衬底共同置于具有碳源气体的气氛中，至所述碳源气体的气氛为稳定的层流后，快速将所述有活性的催化剂及所述第一衬底和所述第二衬底温度升至温度T2，在所述温度T2下生长，得到超长单壁碳纳米管水平阵列；其中，快速升温与快速降温是指在升温降温过程的前2分钟内，升温速率和降温速率均大于100℃/min；所述稳定的层流为气流的雷诺数小于系统的临界雷诺数且保持稳定，同时各气体成分组分保持稳定。