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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CN110857217A(43)申请公布日2020.03.03(21)申请号201810969370.4(22)申请日2018.08.23(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人侯峰王磊郭文磊(74)专利代理机构天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)12214代理人王秀奎李薇(51)Int.Cl.C01B32/162(2017.01)H01G11/36(2013.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称硼掺杂碳纳米管薄膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种硼掺杂碳纳米管薄膜及其制备方法和应用,制备方法包括以下步骤:1)按照(90-100):(1.3-1.7):(0.5-1.5)的质量比称量乙醇、二茂铁和噻吩得到混合溶液,再加入所述混合溶液1-3wt.%的硼酸,在40-60℃分散均匀,作为前躯体溶液;2)将CVD炉完全密封,持续通入100-200sccm的Ar,以排除炉内空气,调节CVD炉升温至1100-1200℃并保温2-5h,为后续碳纳米管膜的生长提供恒温环境;3)关闭Ar,持续通入700-900sccm的H2作为反应气至H2充满整个炉膛,再以8-15mL/h的注液速率经过超声雾化装置,将步骤1所述的前躯体溶液以均匀分散的雾状液滴注入炉内,10-30min后在炉膛底部硼掺杂碳纳米管薄膜,质量比电容可高达65.6F/g。CN110857217ACN110857217A权利要求书1/1页1.一种硼掺杂碳纳米管薄膜,其特征在于,所述碳纳米管包括直径为50-80nm的弯曲短粗管和直径为15-25nm的长直碳纳米管,其中所述弯曲短粗管是由紧贴的碳笼堆叠而成;所述硼掺杂碳纳米管薄膜按照以下方法制备:步骤1,按照(90-100):(1.3-1.7):(0.5-1.5)的质量比称量乙醇、二茂铁和噻吩得到混合溶液,再加入所述混合溶液1-3wt.%的硼酸,在40-60℃分散均匀,作为前躯体溶液;步骤2,将CVD炉完全密封,持续通入惰性保护气体以排除炉内空气,调节CVD炉升温至1100-1200℃并保温2-5h,为后续碳纳米管膜的生长提供恒温环境;步骤3,关闭惰性保护气体,持续通入H2作为反应气至H2充满整个炉膛,再以8-15mL/h的注液速率经过超声雾化装置,将步骤1所述的前躯体溶液以均匀分散的雾状液滴的形式注入炉内,在1100-1200℃进行反应,反应完成后在炉膛底部收集硼掺杂碳纳米管薄膜。2.如权利要求1所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜,其特征在于,所述惰性保护气体为氮气、氩气或氦气。3.如权利要求1所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜,其特征在于,所述惰性保护气体为氮气、氩气或氦气,所述步骤3中通入H2的速度为700-900sccm,所述步骤3的反应时间为10-30min,所述硼掺杂碳纳米管薄膜的形态为筒状类薄膜。4.如权利要求1所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜,其特征在于,所述步骤1中乙醇、二茂铁和噻吩的质量比为95:1.5:1,所述步骤1中的硼酸为所述混合溶液质量的3%,所述步骤3中的注液速率为10mL/h。5.如权利要求1所述的硼掺杂碳纳米管薄膜在超级电容器电极中的应用,其特征在于,所述硼掺杂碳纳米管薄膜质量比电容为27.5-65.6F/g。6.如权利要求5所述的应用,其特征在于,当所述步骤1中硼酸的质量为所述混合溶液的3wt.%时,所述步骤2中的注液速率为10mL/h时,所述硼掺杂碳纳米管薄膜质量比电容为63-66F/g。7.一种硼掺杂碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,按照(90-100):(1.3-1.7):(0.5-1.5)的质量比称量乙醇、二茂铁和噻吩得到混合溶液,再加入所述混合溶液1-3wt.%的硼酸,在40-60℃分散均匀,作为前躯体溶液;步骤2,将CVD炉完全密封,持续通入惰性保护气体以排除炉内空气,调节CVD炉升温至1100-1200℃并保温2-5h,为后续碳纳米管膜的生长提供恒温环境;步骤3,关闭惰性保护气体,持续通入H2作为反应气至H2充满整个炉膛,再以8-15mL/h的注液速率经过超声雾化装置,将步骤1所述的前躯体溶液以均匀分散的雾状液滴的形式注入炉内,反应完成后在炉膛底部收集硼掺杂碳纳米管薄膜。8.如权利要求7所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,所述惰性保护气体为氮气、氩气或氦气。9.如权利要求7所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤3中通入H2的速度为700-900sccm,所述步骤3的反应时间为10-30min,所述硼掺杂碳纳米管薄膜的形态为筒状类薄膜。10.如权利要求7所述的一种硼掺杂碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,所