[发明专利]一种表面包覆复合薄膜的基底及其制备方法和应用

摘要

本发明属于氢能源技术领域，具体为一种不锈钢表面直接生长类金刚石‑垂直碳纳米管复合薄膜及其制备方法和应用。本发明所述的方法制备表面包覆类金刚石垂直碳纳米管复合薄膜的基底，在PECVD反应室中完成全部生长过程，样品被污染的可能性低，该方法简单，一步实验完成类金刚石薄膜和垂直碳纳米管的同时生长，不需要各种复杂设备；本发明制备的复合薄膜同时具有类金刚石和垂直碳纳米管结构，碳纳米管本身具有优异的导电性加之垂直结构能使得改性后的不锈钢表面达到超疏水效果，致密的类金刚石薄膜能有效防护不锈钢表面被腐蚀液体入侵，提高双极板的耐腐蚀性；表面包覆类金刚石垂直碳纳米管复合薄膜的不锈钢适用于加工低温环境下燃料电池的双极板。

主权项

1.一种表面包覆复合薄膜的基底的制备方法，基于等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、取不锈钢作为基底；S2、基底经丙酮、乙醇和去离子水依次超声预清洗后，放入等离子体增强化学气相沉积设备的反应室内，将反应室抽真空后往反应室中通入氢气，打开射频，产生的氢离子体再次清洗基底表面；S3、基底清洗完成后关闭射频，继续往反应室中通入氢气，同时升高反应室内温度至600℃～700℃，温度到达后往反应室内通入甲烷，打开射频，直至基底表面生长出致密的类金刚石薄膜；S4、薄膜生长完成后关闭射频，停止通入甲烷和氢气，待反应室冷却至室温后打开射频，往反应室内通入氨气，在基底表面刻蚀形成催化剂碳颗粒；S5、关闭氨气，升高反应室内温度至720℃～760℃，温度到达后往反应室内通入乙炔和氨气，同时打开射频，在等离子体的作用下基底表面生长出垂直碳纳米管；S6、生长结束后，待反应室冷却至室温取出样品，即得表面包覆复合薄膜的基底。