碳纳米管复合结构及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102092670A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102092670A(43)申请公布日2011.06.15(21)申请号201010607353.X(22)申请日2010.12.27(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华大学清华-富士康纳米科技研究中心401室申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司(72)发明人姜开利范守善(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)B81B7/04(2006.01)H01J9/02(2006.01)H01J1/304(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称碳纳米管复合结构及其制备方法(57)摘要本发明提供一种碳纳米管复合结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在基底表面生长碳纳米管阵列；采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管以及分散于所述碳纳米管膜中的催化剂颗粒；提供另一基底，并将至少一碳纳米管膜设置于该基底表面形成一第一碳纳米管结构；将所述设置有第一碳纳米管结构的基底置入反应炉中，通过化学气相沉积法在所述第一碳纳米管结构表面生长碳纳米管，形成第二碳纳米管结构得到所述碳纳米管复合结构。本发明提供的碳纳米管复合结构的制备方法简单易行，适合在工业上批量生长。CN102967ACCNN110209267002092676A权利要求书1/2页1.一种碳纳米管复合结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在基底表面生长碳纳米管阵列；采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管以及分散于所述第一碳纳米管结构中的催化剂颗粒；提供另一基底，并将至少一碳纳米管膜设置于该基底表面形成一第一碳纳米管结构；将所述设置有第一碳纳米管结构的基底置入反应炉中，通过化学气相沉积法在所述第一碳纳米管结构表面生长碳纳米管，形成第二碳纳米管结构得到所述碳纳米管复合结构。2.如权利要求1所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述第一碳纳米管结构中大多数碳纳米管的轴向沿同一个方向择优取向延伸。3.如权利要求2所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。4.如权利要求1所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述催化剂颗粒分散于首尾相连的碳纳米管的连接处。5.如权利要求4所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述催化剂颗粒在沿碳纳米管的延伸方向上等间距排列。6.如权利要求1所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，在通过化学气相沉积法形成第二碳纳米管结构前进一步包括一在第一碳纳米管结构表面形成催化剂颗粒的步骤。7.如权利要求6所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述催化剂颗粒通过电子束蒸发、溅射、等离子体沉积、电沉积或催化剂颗粒混合液涂覆的方法形成于所述第一碳纳米管结构的表面。8.如权利要求1所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述基底表面层叠设置有多层碳纳米管膜形成第一碳纳米管结构。9.如权利要求1所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述通过化学气相沉积法形成第二碳纳米管结构的方法进一步包括以下步骤：向设置有第一碳纳米管结构的反应炉中通入碳源气体与保护气体的混合气体；加热所述第一碳纳米管结构，在所述第一碳纳米管结构的表面生长碳纳米管；反应一定时间后，停止加热并停止通入混合气体，在所述第一碳纳米管结构的表面形成所述第二碳纳米管结构。10.如权利要求9所述的碳纳米管复合结构的制备方法，其特征在于，所述加热温度为500℃～740℃。11.一种碳纳米管复合结构，其特征在于，所述碳纳米管复合结构包括一第一碳纳米管结构及第二碳纳米管结构，所述第一碳纳米管结构包括多个碳纳米管沿同一方向择优取向延伸并通过范德华力首尾相连，所述第二碳纳米管结构包括多个碳纳米管设置于所述第一碳纳米管结构的一表面，并且所述第二碳纳米管结构中每一碳纳米管的根部与所述第一碳纳米管结构表面相连，端部向远离所述第一碳纳米管结构的方向延伸。12.如权利要求11所述的碳纳米管复合结构，其特征在于，所述第一碳纳米管结构中分散有多个催化剂颗粒。13.如权利要求12所述的碳纳米管复合结构，其特征在于，所述多个催化剂颗粒分散2CCNN110209267002092676A权利要求书2/2页于通过范德华力首尾相连的碳纳米管与碳纳米管之间的连接处。14.如权利要求12所述的碳纳米管复合结构，其特征在于，所述第二碳纳米管结构中的碳纳米管的根部与催化剂颗粒相连。15.如权利要求11所述的碳纳米管复合结构，其特征在于，所述第二