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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CN110858535A(43)申请公布日2020.03.03(21)申请号201810967575.9(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.H01L21/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称硼氮共掺的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氮共掺的碳纳米管薄膜及其制备方法和应用,所述制备方法包括: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.%的硼酸和2-4wt.%的吡啶,在40-60℃分散均匀,作为前躯体溶液;2)将CVD炉完全密封,持续通入惰性气体,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;3)关闭惰性气体,持续通入H2作为反应气至H2充满整个炉膛,再以3-8mL/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后在炉膛底部收集到硼氮共掺的碳纳米管薄膜。所述薄膜的质量比电容为130-150F·g-1。CN110858535ACN110858535A权利要求书1/1页1.一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜,其特征在于,碳纳米管相互交错搭接形成多孔网络结构,碳纳米管的管径为50-70nm,所述碳纳米管的端口呈现出直径在80-100nm的球形封口;通过以下方法制备: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.%的硼酸和2-4wt.%的吡啶,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3-8mL/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氮共掺的碳纳米管薄膜。2.如权利要求1所述的一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜,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。3.如权利要求1所述的一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜,其特征在于,所述步骤3的反应时间为10-30min,所述硼氮共掺的碳纳米管薄膜的形态为筒状类薄膜。4.如权利要求1所述的一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜,其特征在于,所述步骤1中硼酸的质量为所述混合溶液质量的2%,吡啶的质量为所述混合溶液质量的4%,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3中的注液速率为4mL/h。5.如权利要求1所述的硼氮共掺的碳纳米管薄膜在电池电极中的应用,所述硼氮共掺的碳纳米管薄膜的质量比电容为130-150F·g-1。6.一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜的制备方法,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.%的硼酸和2-4wt.%的吡啶,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3-8mL/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氮共掺的碳纳米管薄膜。7.如权利要求6所述的一种硼氮共掺的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,所述步骤3中通入H2的速度为700-900sccm。8.如权利要求6所述的一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤3的反应时间为10-30min,所述硼氮共掺的碳纳米管薄膜的形态为筒状类薄膜。9.如权利要求6所述的一种硼氮共掺的碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤1中硼酸的质量为所述混合溶液质量的2%,吡啶的质量为所述混合溶液质量的4%,所述步骤1中乙醇、二茂铁