專利名稱：碳納米管膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法，尤其涉及一種碳納米管膜的制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管(Carbon Nanotube，CNT)是一種新型碳材料，日本研究人員Ii jima于 1991 年首次在實(shí)驗(yàn)室制備獲得(請(qǐng)參見(jiàn)，Helical Microtubules ofGraphitic Carbon, Nature, Vol. 354，P56-58 (1991))。碳納米管的特殊結(jié)構(gòu)決定了其特殊的性質(zhì)，如高抗張強(qiáng) 度和高熱穩(wěn)定性。根據(jù)碳納米管螺旋方式的不同，碳納米管呈現(xiàn)出金屬性或半導(dǎo)體性等。由 于碳納米管具有良好的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性質(zhì)以及理想的一維結(jié)構(gòu)，其在材料科學(xué)、化學(xué)、 物理學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)域已展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，尤其是場(chǎng)發(fā)射平板顯示，電子器件，原子 力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)針尖，熱傳感器，光學(xué)傳感器，過(guò)濾器等方面。雖然碳納米管性能優(yōu)異，具有廣泛的應(yīng)用，但是一般情況下制備得到的碳納米管 在宏觀上為顆粒狀或粉末狀，不利于碳納米管的宏觀應(yīng)用。因此制備各種宏觀的碳納米管 結(jié)構(gòu)，尤其是制備具有宏觀性質(zhì)的碳納米管膜成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的制備碳納米管膜的方法包括直接生長(zhǎng)法、噴涂法或朗繆爾·布洛節(jié)塔 (Langmuir Blodgett,LB)法。其中，直接生長(zhǎng)法通過(guò)控制反應(yīng)條件，如以硫磺作為添加劑或 設(shè)置多層催化劑等，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法直接生長(zhǎng)得到碳納米管薄膜；其一般包括以下步 驟提供一生長(zhǎng)基底；在該生長(zhǎng)基底沉積一催化劑層；提供一反應(yīng)爐，并將該沉積有催化劑 層的生長(zhǎng)基底置入所述反應(yīng)爐內(nèi)；通入碳源氣，并加熱以生長(zhǎng)碳納米管膜。噴涂法一般通過(guò) 將碳納米管粉末形成水性溶液并涂覆于一基材表面，經(jīng)干燥后形成碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)。LB 法一般通過(guò)將一碳納米管溶液混入另一具有不同密度之溶液(如有機(jī)溶劑)中，利用分子 自組裝運(yùn)動(dòng)，碳納米管浮出溶液表面形成碳納米管膜。然而，上述通過(guò)直接生長(zhǎng)法或噴涂法獲得的碳納米管膜中，碳納米管往往容易聚 集成團(tuán)導(dǎo)致碳納米管膜厚度不均。上述通過(guò)LB法制備得到的碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)一般為均 勻網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳納米管分散均勻，不團(tuán)聚，但是，碳納米管在薄膜中仍然為無(wú)序排列，不利于 充分發(fā)揮碳納米管的性能，如導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性，其應(yīng)用仍然受到限制。為解決所述問(wèn)題，Baughman Ray H.等人于2005年11月9日申請(qǐng)的，2007年2月 8 日公開(kāi)的，公開(kāi)號(hào)為 WO 2007/015710A2，標(biāo)題為 “THEFABRICATION AND APPLICATION OF NAN0FIBER RIBBONS ANDSHEETS AND TWISTED AND NONTffISTED NAN0FIBER YARNS” 的 PCT 國(guó)際專利申請(qǐng)中揭示了一種納米纖維膜的制備方法。該納米纖維膜的制備方法包括以下步 驟陣列化納米纖維以提供一充分平行排列的納米纖維陣列；從上述納米纖維陣列中以基 本上沒(méi)有扭轉(zhuǎn)的膜的方式拉伸上述納米纖維，得到一納米纖維膜。其中，所述納米纖維陣列 為近似圓柱形的納米纖維陣列。從所述納米纖維陣列中拉膜時(shí)，該納米纖維膜的起始寬度與被拉伸處的納米纖維 的寬度一致。但被拉伸處的納米纖維的寬度不可避免的會(huì)受到圓柱形納米纖維膜的影響，
4從而造成該納米纖維膜的寬度不會(huì)一致，其形狀不規(guī)則，不利于工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種寬度基本相同，形狀基本規(guī)則，有利于工業(yè)化應(yīng)用的 碳納米管膜的制備方法。一種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一表面； 在所述基底的表面形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑層；將形成有所述催化劑層的基 底在高溫空氣中退火；將退火后的基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700°C至 iooo°c，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，生長(zhǎng)得到一碳納米管陣列，該碳納米管陣列有兩個(gè) 基本平行的側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面與所述催化劑層的兩個(gè)相互平行的邊對(duì)應(yīng)；以及從所述碳納 米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè)面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述碳納米管膜制備方法通過(guò)碳納米管陣列有兩個(gè)相互平行 的側(cè)面，從平行于該側(cè)面的方向拉膜，即可得到具有相同寬度且形狀規(guī)則的碳納米管膜，有 利于工業(yè)化應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的碳納米管膜的制備方法流程圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的用于制備碳納米管膜的生長(zhǎng)有碳納米管陣列的 基底的側(cè)視圖。圖3是圖2中生長(zhǎng)有碳納米管陣列的基底的俯視圖。圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的碳納米管膜的制備工藝流程圖。圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的碳納米管膜的制備工藝流程圖。圖6A、圖6B與圖6C是本發(fā)明實(shí)施例提供的具有生長(zhǎng)表面的基底的形狀示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的碳納米管膜的制備方法作進(jìn)一步 的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種碳納米管膜的制備方法，該碳納米管膜 的制備方法主要包括以下步驟(al)提供一基底，該基底具有一表面；(a2)在所述基底 的表面形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑層；(a3)將形成有所述催化劑層的基底在 高溫空氣中退火；(a4)將退火后的基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700°C至 1000°C，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，生長(zhǎng)得到一碳納米管陣列，該碳納米管陣列有兩個(gè) 基本平行的側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面與所述催化劑層的兩個(gè)相互平行的邊對(duì)應(yīng)；(a5)從所述碳納 米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè)面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜。請(qǐng)參閱圖2至圖4，在步驟(al)中，提供一基底12，該基底12具有一表面122。該 基底12為平整的圓形基底，其材料為玻璃、石英、硅或氧化鋁。本實(shí)施例采用4英寸的平整 光滑的硅基底。所述步驟(a2)在所述基底12的表面122形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑 層14的方法包括基底處理法或催化劑層處理法。該基底處理法包括對(duì)所述基底12的表面122進(jìn)行處理，在該基底12的表面122形成一獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面； 在該基底12的生長(zhǎng)表面形成催化劑層14。該催化劑層處理法包括模板法、光刻法等。所述 模板法包括以下步驟提供一掩模板，該掩模板包括一遮蔽部分及由該遮蔽部分限定的鏤 空部分，該鏤空部分具有兩個(gè)相互平行的邊；通過(guò)所述掩模板在所述基底12的表面122形 成一催化劑層14，使該催化劑層14具有兩個(gè)相互平行的邊。所述光刻法包括以下步驟在 所述基底12的表面122形成一催化劑層14 ；對(duì)該催化劑層14進(jìn)行光刻處理，使該催化劑 層14具有兩個(gè)相互平行的邊。其中，所述催化劑層14由兩個(gè)相互平行的邊及連接該兩個(gè) 邊的邊限定。本實(shí)施例中采用模板法在所述基底12的表面122形成一具有兩個(gè)相互平行的邊 的催化劑層14。具體地，所述模板法包括以下步驟首先，提供一掩模板20，該掩模板20包 括一遮蔽部分22及由該遮蔽部分22限定的鏤空部分24。其中，所述掩模板20的材料不 限，只要其在后續(xù)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變形即可。所述掩模板20的材料優(yōu)選為金屬材料。所述 掩模板20的鏤空部分具有兩個(gè)相互平行的邊。本實(shí)施例中，所述掩模板20的材料為鐵。所 述掩模板20的鏤空部分24的形狀為長(zhǎng)方形。可以理解，所述掩模板20的鏤空部分24的形狀不限于上述實(shí)施例，其還可以為其 它具有兩個(gè)相互平行的邊的形狀，如“U”型或其它形狀。其次，將該掩模板20與所述基底12間隔設(shè)置，使該掩模板20的鏤空部分24的正 投影完全落在所述基底12上。其中，所述掩模板20與所述基底12之間的間隔大于0. 1毫 米，且小于等于100毫米。優(yōu)選地，該掩模板20與所述基底12之間的間隔大于0. 1毫米， 且小于等于10毫米。本實(shí)施例中，所述掩模板20與所述基底12之間的間隔為2毫米。然后，通過(guò)所述掩模板20的鏤空部分24在所述基底12上形成一催化劑層14，該 催化劑層14具有兩個(gè)相互平行的邊。其中，所述催化劑層14的形狀與所述掩模板20的鏤 空部分的形狀對(duì)應(yīng)。所述催化劑層14的厚度為2納米至9納米，該催化劑層14的材料為 鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)等金屬或其任意組合的合金。所述催化劑層14的形成方法包括 蒸鍍法、熱沉積法、電子束沉積法或?yàn)R射法。本實(shí)施例中，所述催化劑層14的厚度為3納米 至6納米，該催化劑層14的材料為鐵。所述催化劑層14的形成方法為蒸鍍法。本實(shí)施例 中，由于所述掩模板20的鏤空部分24的形狀為長(zhǎng)方形，所以形成在基底12的催化劑層14 也為長(zhǎng)方形。最后，去除掩模板20。在步驟(a3)中，將形成有所述催化劑層14的基底12在高溫空氣中退火約30分 鐘至90分鐘，使該催化劑層14氧化成粒徑分布較為集中的納米級(jí)催化劑顆粒層。在步驟(a4)中，將退火后的基底12置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到 700°C至1000°C，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，得到一碳納米管陣列10。由于該碳納米管 陣列10在平行于基底12的表面122的平面內(nèi)具有至少兩相對(duì)平行的邊與所述催化劑層14 的相互平行的邊對(duì)應(yīng)，且該碳納米管陣列10具有一定的高度，所以該碳納米管陣列10有兩 個(gè)基本平行的側(cè)面2與側(cè)面4，該側(cè)面2、側(cè)面4與所述催化劑層14的兩個(gè)相互平行的邊對(duì) 應(yīng)。其中，所述保護(hù)氣體為氦氣、氖氣、氬氣或氪氣等惰性氣體。所述碳源氣為乙炔、乙烯或 甲烷等碳?xì)浠衔?。本?shí)施例中，所述保護(hù)氣體為氬氣；所述碳源氣為乙炔；所述碳源氣體 的反應(yīng)時(shí)間為5分鐘至30分鐘；所述碳納米管陣列的高度為200微米至400微米。
所述碳納米管陣列10由多個(gè)碳納米管組成，該多個(gè)碳納米管為單壁碳納米管、雙 壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。本實(shí)施例中，該多個(gè)碳納米管為多壁碳納米 管，且該多個(gè)碳納米管基本上相互平行且垂直于所述基底12，即該碳納米管陣列10為超順 排的多壁碳納米管陣列。本實(shí)施例中，由于催化劑層14的形狀為長(zhǎng)方形，所以，所述碳納米管陣列10中的 包括相對(duì)設(shè)置且基本相互平行的側(cè)面2與側(cè)面4、側(cè)面6與側(cè)面8。通過(guò)控制所述生長(zhǎng)條件， 該碳納米管陣列10中基本不含有雜質(zhì)，如無(wú)定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。在步驟(a5)中，首先，提供一拉伸工具26，將該拉伸工具26與所述碳納米管陣列 10中碳納米管相接觸并形成一接觸面，優(yōu)選地，該接觸面與該碳納米管陣列10相互平行的 兩個(gè)側(cè)面2、側(cè)面4垂直且接觸。其中，所述拉伸工具26的長(zhǎng)度大于等于所述碳納米管陣 列10的相互平行的側(cè)面2、側(cè)面4之間的垂直距離。本實(shí)施例中，所述拉伸工具26為一膠 帶，該膠帶與所述碳納米管陣列10的接觸處的多個(gè)碳納米管相粘結(jié)形成一接觸面，且該膠 帶的長(zhǎng)度略大于與該碳納米管陣列10的相互平行的側(cè)面2與側(cè)面4之間的垂直距離。其次，沿基本上與所述碳納米管陣列10的兩個(gè)相互平行的側(cè)面平行，且與所述基 底12成預(yù)定角度的方向拉伸該碳納米管陣列10，與所述拉伸工具26粘結(jié)的多個(gè)碳納米管 在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離基底12的同時(shí)，由于范德華力作用，該選定的多個(gè)碳納 米管分別與其它碳納米管首尾相連地連續(xù)地被拉出。由于所述碳納米管陣列10的相互平 行的兩個(gè)側(cè)面2、側(cè)面4之間的距離基本上是相同的，從而形成一連續(xù)的、具有相同寬度且 形狀規(guī)則的碳納米管膜28。同時(shí)，該碳納米管膜28還具有良好的連續(xù)性及均勻性。其中， 該碳納米管膜28中碳納米管的排列方向基本平行于該碳納米管膜的拉伸方向。所述預(yù)定 角度的范圍為大于0°，小于等于30°，優(yōu)選為大于0°，小于等于5°。所述碳納米管膜28的長(zhǎng)度不限，可根據(jù)實(shí)際需求制得。所述碳納米管膜28的寬 度與生長(zhǎng)的碳納米管陣列10的形狀有關(guān)。本實(shí)施例中，所述拉伸工具26沿與該碳納米管 陣列10的側(cè)面2或側(cè)面4平行的方向，且與所述基底12成5°的方向拉伸該粘結(jié)處的多個(gè) 碳納米管。本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種碳納米管膜的制備方法，該制備方法主要包括以下 步驟(bl)提供一基底，該基底具有一表面；(b2)在所述基底的表面形成一具有兩個(gè)相互 平行的邊的催化劑層；(b3)將形成有所述催化劑層的基底在高溫空氣中退火；(b4)將退火 后的基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700°C至1000°C，然后通入碳源氣反應(yīng) 一段時(shí)間，生長(zhǎng)得到一碳納米管陣列，該碳納米管陣列有兩個(gè)基本平行的側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面 與所述催化劑層的兩個(gè)相互平行的邊對(duì)應(yīng)；(b5)從所述碳納米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè) 面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜。該制備方法與第一實(shí)施例提供的碳納米 管膜的方法基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中的步驟(b2)的具體步驟與第一實(shí)施例中 的步驟(a2)的具體步驟不同。請(qǐng)一并參閱圖5至圖6C，在步驟(bl)中，提供一基底32，該基底32具有一表面 322。該基底32的材料及形狀與第一實(shí)施例中的基底12的材料及形狀相同。在步驟(b2)中，在所述基底32的表面322形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化 劑層34的方法為基底處理法。該基底處理法包括以下步驟對(duì)所述基底32的表面322進(jìn) 行處理，在該基底32的表面322上形成一獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面320 ；在
7該基底32的生長(zhǎng)表面320上形成催化劑層34。其中，在所述基底32的表面322形成獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面320 的方法具體包括采用光刻法或激光法在所述基底表面322上形成至少兩個(gè)相互平行的凹 槽324，位于兩平行凹槽324之間的基底表面322為生長(zhǎng)表面320，該生長(zhǎng)表面320與該基 底表面322的剩余表面326通過(guò)凹槽324分離。圖6A所示的基底32的形狀是通過(guò)上述方 法形成的，該圖6A中的基底32的具體形狀為生長(zhǎng)表面320的形狀為長(zhǎng)方形，其通過(guò)兩對(duì) 相互平行的凹槽324與剩余表面326分離。此外，也可以通過(guò)光刻法或激光法去除部分上述基底表面322的剩余表面326，使 該剩余表面326的厚度減薄，在所述基底32的表面322形成獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的 生長(zhǎng)表面320。圖6B所示的基底32的形狀就是通過(guò)該方法形成的，該圖6B中的基底32的 具體形狀為長(zhǎng)方形的生長(zhǎng)表面320突出剩余表面326。另外，還可以通過(guò)光刻法或激光法完全去除上述基底表面322的剩余表面326，在 所述基底32的表面322形成獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面320。圖6C所示的基 底32的形狀就是通過(guò)該方法形成的，該圖6C中的基底32的具體形狀為長(zhǎng)方體形。本實(shí)施例中，采用激光法在基底32的表面322上形成一獨(dú)立的生長(zhǎng)表面320。具 體地，首先，提供一激光器，該激光器的激光束的照射路徑可通過(guò)電腦程序控制。其次，將基 底32的形狀輸入電腦程序中，以便控制激光器中的激光束的照射路徑，在所述基底32的表 面322上形成生長(zhǎng)表面320。然后，開(kāi)啟激光器，采用激光束照射所述基底32的表面322， 且使激光束沿圖5中的虛線照射該基底32的表面322，得到生長(zhǎng)表面320，使得該基底32 的形狀變?yōu)殚L(zhǎng)方體形，如圖6C所示的形狀?？梢岳斫?，還可以通過(guò)固定激光束，移動(dòng)基底32 使激光束照射該基底32的表面322，控制該基底32的運(yùn)動(dòng)路徑，將該基底32燒蝕成長(zhǎng)方 體?？梢岳斫猓錾L(zhǎng)表面320的形狀不限于第二實(shí)施例，其還可以為其它有兩個(gè) 相互平行的邊的形狀，如，“U”型或其它形狀。在步驟(b3)中，將形成有催化劑層34的基底32在高溫空氣中退火約30分鐘至 90分鐘，使該催化劑層氧化成粒徑分布較為集中的納米級(jí)催化劑顆粒層。在步驟(b4)中，將退火后的基底32置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700 至iooo°c，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，得到一碳納米管陣列30。本實(shí)施例中的保護(hù)氣 體、碳源氣、該碳源氣反應(yīng)時(shí)間、碳納米管陣列30的高度及形狀與第一實(shí)施例中的保護(hù)氣 體、碳源氣、該碳源氣反應(yīng)時(shí)間、碳納米管陣列10的高度及形狀相同。在步驟(b5)中，從所述碳納米管陣列30中沿與所述兩個(gè)相互平行的側(cè)面平行的 方向拉取一碳納米管膜38。該步驟(b5)的具體方法與第一實(shí)施例步驟(a5)的具體方法相 同。本發(fā)明實(shí)施例提供的碳納米管膜的制備方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)處理催化劑層 或基底使得該制備方法中的碳納米管陣列有兩個(gè)相互平行的側(cè)面，所以從平行于該側(cè)面的 方向拉取多個(gè)碳納米管，即可得到具有良好的均勻性、相同的寬度且形狀規(guī)則的碳納米管 膜。該方法簡(jiǎn)單易行，而且成本低，且該碳納米管膜無(wú)需后續(xù)處理，可以在工業(yè)上直接應(yīng)用， 有利于在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，這些依據(jù)本發(fā)明精神
8所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一表面；在所述基底的表面形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑層；將形成有所述催化劑層的基底在高溫空氣中退火；將退火后的基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700至1000℃，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，生長(zhǎng)得到一碳納米管陣列，該碳納米管陣列具有兩個(gè)基本平行的側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面分別與所述催化劑層的兩個(gè)相互平行的邊對(duì)應(yīng)；以及從所述碳納米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè)面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜。
2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，在所述基底的表面形成 一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑層的方法包括催化劑層處理法或基底處理法。
3.如權(quán)利要求2所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述催化劑層處理法包 括模板法或光刻法。
4.如權(quán)利要求3所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述模板法包括以下步 驟提供一掩模板，該掩模板包括一遮蔽部分及由該遮蔽部分限定的鏤空部分，該鏤空部分 具有兩個(gè)相互平行的邊；通過(guò)所述掩模板在所述基底的表面形成一催化劑層，使該催化劑 層具有兩個(gè)相互平行的邊。
5.如權(quán)利要求4所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述通過(guò)所述掩模板在 所述基底的表面形成催化劑層的方法包括采用蒸鍍法、熱沉積法、電子束沉積法或?yàn)R射法。
6.如權(quán)利要求3所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述光刻法包括以下步 驟在所述基底的表面形成一催化劑層；對(duì)該催化劑層進(jìn)行光刻處理，使該催化劑層具有 兩個(gè)相互平行的邊。
7.如權(quán)利要求2所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述基底處理法包括以 下步驟對(duì)所述基底的表面進(jìn)行處理，在該基底的表面形成一獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊 的生長(zhǎng)表面；在該基底的生長(zhǎng)表面形成催化劑層。
8.如權(quán)利要求7所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述對(duì)基底的表面進(jìn)行 處理，在該基底的表面形成一獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面的方法包括采用激光 法或光刻法在所述基底的表面形成一獨(dú)立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面。
9.如權(quán)利要求7所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述基底的表面形成獨(dú) 立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面的方法具體包括在所述基底表面形成至少兩個(gè)相互 平行的凹槽，位于該兩個(gè)相互平行的凹槽之間的基底表面為生長(zhǎng)表面，該生長(zhǎng)表面與該基 底表面的剩余表面通過(guò)凹槽分離。
10.如權(quán)利要求9所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述基底的表面形成獨(dú) 立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面的方法進(jìn)一步包括部分去除所述基底表面的剩余表 面，使得該剩余表面的厚度減薄的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述基底的表面形成獨(dú) 立的具有兩個(gè)相互平行邊的生長(zhǎng)表面的方法進(jìn)一步包括完全去除所述基底表面的剩余表 面的步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，從所述碳納米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè)面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜的方法包括提供一拉伸 工具，將該拉伸工具與該碳納米管陣列中的碳納米管相接觸，并形成一接觸面，該接觸面與 該碳納米管陣列基本相互平行的兩個(gè)側(cè)面垂直且接觸；以及沿基本上與所述碳納米管陣列 的兩個(gè)相互平行的側(cè)面平行，且與所述基底成預(yù)定角度的方向拉伸與所述接觸面接觸的碳 納米管，從而形成該碳納米管膜。
13.如權(quán)利要求12所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述預(yù)定角度大于 0°，且小于等于30°。
14.如權(quán)利要求1所述的碳納米管膜的制備方法，其特征在于，所述催化劑層的形狀為 長(zhǎng)方形或“U”型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟提供一基底；在所述基底的表面形成一具有兩個(gè)相互平行的邊的催化劑層；將形成有所述催化劑層的基底在高溫空氣中退火；將退火后的基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到700℃至1000℃，然后通入碳源氣反應(yīng)一段時(shí)間，生長(zhǎng)得到一碳納米管陣列，該碳納米管陣列有兩個(gè)基本平行的側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面與所述催化劑層的兩個(gè)相互平行的邊對(duì)應(yīng)；以及從所述碳納米管陣列中沿與所述兩個(gè)側(cè)面平行的方向拉取碳納米管，獲得一碳納米管膜。由該方法可制備出具有一相同寬度的碳納米管膜，適合于工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用，而且方法簡(jiǎn)單，成本較低。
文檔編號(hào)C01B31/02GK101905877SQ200910107590
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者馮辰, 姜開(kāi)利, 翟永超, 范守善, 陳卓 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司