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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112174114A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011181457.9(22)申请日2020.10.29(71)申请人南京源昌新材料有限公司地址211500江苏省南京市六合区雄州街道王桥路59号(72)发明人沈健民王博李建稳曾培源(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256代理人任立(51)Int.Cl.C01B32/162(2017.01)C01B32/168(2017.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种混合碳纳米管薄膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种混合碳纳米管薄膜及其制备方法,通过将不同量的催化剂和促进剂溶解在有机碳源中形成不同浓度的、均匀的溶液,然后将溶液注入多个雾化器中,雾化形成大小均一的微小液滴,在载气的带动下分别进入多管联排CVD反应器的不同的反应管内,在管式炉的高温区连续生成由不同碳纳米管组成的桶状气凝胶,将气凝胶加捻混合后再引导至旋转和水平往复运动的辊筒上,收集一段时间后即可获得混合碳纳米管薄膜;本发明利用浮动化学气相沉积法,通过改变催化剂、促进剂和碳源的种类和用量,最终获得了混合碳纳米管薄膜;本发明所制备的混合碳纳米管薄膜具有成本低、产量高、纯度高、杂质少、电导率和机械强度高等优点。CN112174114ACN112174114A权利要求书1/1页1.一种混合碳纳米管薄膜,其特征在于:所述碳纳米管薄膜由具有不同管径大小和不同管壁结构的碳纳米管组成。2.如权利要求1所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:S1混合搅拌:向多个烧杯中加入不同比例的碳源、催化剂和促进剂,充分搅拌至完全溶解;S2升温通气:将多管联排CVD反应器置于卧式管式炉的高温区,升温,向反应器和收集箱体内通入惰性气体,待管式高温炉升至目标温度后再向体系内通入氢气;S3制管:将步骤S1中配置的溶液分别注入多个不同的雾化器中,将溶液雾化形成大小均匀的微小液滴,调节氢气流量,以恒定流速将小液滴分别带入步骤S2中的多管联排CVD反应器的不同反应管内,得到不同管径大小和管壁结构的碳纳米管组成的桶状气凝胶;S4制膜:将S3中制得的不同桶状碳纳米管气凝胶加捻混合后,收集到水平来回移动并旋转的辊筒上,待气凝胶厚度达到6~15cm时,将其从辊筒上取下并辊压,即可获得混合碳纳米管薄膜。3.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述的碳源、催化剂和促进剂的质量比为(93~99.79):(4.5~0.2):(2.5~0.01)。4.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述的碳源为甲醇、乙醇、异丙醇、甘露醇、丙酮、苯、甲苯中的一种或多种的组合。5.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述的催化剂为铁、钴和镍的环戊二烯基化合物、乙酰丙酮化合物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物以及醋酸盐、草酸盐中的一种或多种的组合。6.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述的促进剂为噻吩、噻吩-α-磺酰胺、硫粉、乙硫醇、二硫化碳、硫脲、2-巯基吡啶、硫代乙酰胺中的一种或多种的组合。7.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述的目标温度为1100-1500℃。8.根据权利要求2所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中氢气的通入速度为0.5-16L/min。9.根据权利要求8所述的混合碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中惰性气体通入速度为1-2L/min,氢气的通入速度为1-14L/min。2CN112174114A说明书1/7页一种混合碳纳米管薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于纳米材料技术领域,尤其涉及一种混合碳纳米管薄膜及其制备方法。背景技术[0002]1991年,碳纳米管的首次正式报道使人们注意到这种纳米尺度范围内的空心管状结构。虽然碳纳米管自身具有优异的力学性能、导电、导热能力和在高温、酸、碱等极端条件下突出的物理化学稳定性,但是,碳纳米管粉体在宏观上难以体现其微观尺度上的性能优势。[0003]2004年,人们终于实现了浮动催化CVD法制备碳纳米管薄膜。这种方法制备的碳纳米管薄膜内部没有粘合剂和分散剂,由化学键和范德华力将碳纳米管联接在一起,所以碳纳米管薄膜继承了碳纳米管的各种优异性质,非常轻薄柔韧,在国防军工和航空航天等高端领域具有极高的应用价值。[0004]碳纳米管薄膜的各项关键性能指标由碳纳米管的管壁结构及其组成的导电网络决定。[0005]分析表明,在一般情况下,浮动催化CVD法制备碳纳米