專利名稱：納米結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，尤其涉及一種采用模板法制備納米結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
納米材料在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用，如催化、傳感等方面有著巨大價值。因此，納米材料的制備方法成為研究的熱點(diǎn)。目前，納米材料的制備方法可分為自發(fā)生長法(spontaneous growth)、模板合成法(template-based synthesis)、電紡紗法(electrospi皿ing)、平板印刷法(lithography)等。 現(xiàn)有技術(shù)提供一種電紡紗法制備二氧化鈦納米線的方法，請參見"Fabricationof Titania Nanofibers by Electrospinning，，(Dan Li et al，NanoLetters， vol. 3，No. 4，p555-560(2003))。該方法將礦物油與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液以及二氧化鈦前驅(qū)體混合制得漿料，然后通過電紡紗制備二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，通過加熱使礦物油與聚乙烯吡咯烷酮蒸發(fā)，可以得到純的二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)。該二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)包括多個二氧化鈦納米線，且形成一 自支撐結(jié)構(gòu)。雖然電紡紗法可以制備長度較大的納米線且可以將其制備成一具有自支撐結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)，但是，電紡紗法通常需要專門的電紡紗設(shè)備，需要一高電壓，且需要先將紡紗原料配制成一漿料。所以，采用電紡紗法制備納米材料工藝復(fù)雜，成本較高。 碳納米管(Carbon Nanotube ， CNT)是一種新型納米結(jié)構(gòu)，由日本研究人員Iijima在1991年首次于實(shí)驗(yàn)室制備獲得，請參見"Helical Microtubules ofGr即hiticCarbon" (S. Iijima，Nature, vol. 354，p56 (1991))。由于碳納米管具有一維形貌以及化學(xué)、熱方面的穩(wěn)定性，成為模板合成納米材料的理想模板。 現(xiàn)有技術(shù)提供一種采用碳納米管作為模板生長氮化硅納米線的方法，請參見何艷陽等于2005年12月19日申請的中國公開專利申請第CN 1803586A號。該方法包括以下步驟將硅粉與納米二氧化硅粉按一定的重量比混合；提供一雙層剛玉舟，并將該硅粉與納米二氧化硅粉的混合物置于該雙層剛玉舟的下層；將一定量的碳納米管粉末置于該雙層剛玉舟的上層；將該雙層剛玉舟置于一含氮?dú)獾母邷貭t中進(jìn)行還原和氮化反應(yīng)，在碳納米管表面生長氮化硅納米線。該反應(yīng)過程中，首先是固態(tài)的Si和Si02反應(yīng)生成SiO氣體，然后生成的SiO氣體與氮?dú)夥磻?yīng)，并在碳納米管表面生成氮化硅納米線。與電紡紗法制備納米材料相比較，模板法工藝簡單，易于操作，成本低廉。 然而，上述采用碳納米管作為模板生長納米材料的方法具有以下不足第一，作為模板的碳納米管為粉體材料，其長度有限，所以制備的氮化硅納米線長度較??；第二，采用碳納米管粉體作為模板不易控制產(chǎn)物形貌；第三，碳納米管粉體分布不均勻，且容易團(tuán)聚，影響產(chǎn)物的尺寸及均勻性；第四，該方法制備的氮化硅納米線無法形成一自支撐結(jié)構(gòu)(所謂自支撐結(jié)構(gòu)是指該結(jié)構(gòu)可以無需一基底而保持一特定形狀，如線狀或膜狀)，限制了其使用。
范守善等人于2002年提出一種制備碳納米管繩的方法，請參見公告日為2008年8月20日的中國公告專利第CN100411979C號；于2005年提出一種制備碳納米管絲的方法，請參見
公開日為2007年6月20日的中國公開專利申請第CN1982209A號；于2007年提出一種制備碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)的方法，請參見
公開日為2008年8月13日的中國公開專利申請第CN101239712A號；于2007年提出一種碳納米管薄膜的制備方法，請參見
公開日為2008年12月3日的中國公開專利申請第CN101314464A號；于2007年提出一種碳納米管薄膜的制備方法，請參見
公開日為2007年4月13日的中國公開專利申請第CN101284662A號。該碳納米管繩，碳納米管絲或碳納米管膜均為具有一自支撐特性的宏觀碳納米管結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種采用具有自支撐特性的碳納米管結(jié)構(gòu)作為模板制備納米結(jié)構(gòu)的方法。 —種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一至少部分懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)；向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入反應(yīng)原料；以及引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成納米結(jié)構(gòu)。 —種金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)；在該懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)表面沉積一厚度為50納米 100納米的金屬層；以及氧化該金屬層，獲得金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)。 相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于該碳納米管結(jié)構(gòu)具有自支撐特性，可以至少部分懸空設(shè)置，所以采用該碳納米管結(jié)構(gòu)作為模板可以直接制備具有自支撐特性且至少部分懸空設(shè)置的納米結(jié)構(gòu)，且工藝簡單，成本低廉。


圖1為本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)制備方法的流程圖。 圖2為本發(fā)明中作為模板的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。 圖3為圖2中的碳納米管拉膜中的碳納米管片段的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明中作為模板的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。 圖5為本發(fā)明中作為模板的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。 圖6為本發(fā)明中作為模板的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片，其中碳納米管沿同
一方向擇優(yōu)取向排列。 圖7為本發(fā)明中作為模板的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片，其中碳納米管沿不同方向擇優(yōu)取向排列。 圖8為本發(fā)明中作為模板的碳納米管絮化膜的掃描電鏡照片。
圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例的納米結(jié)構(gòu)制備工藝流程圖。 圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的沉積有鈦層的碳納米管結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。
圖11為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的定向排列的二氧化鈦納米線的掃描電鏡照片。
圖12為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的定向排列的二氧化鈦納米線的透射電鏡照片。
圖13為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的定向排列的二氧化鈦納米線去除碳納米管模板后的掃描電鏡照片。
圖14為本發(fā)明第二實(shí)施例的納米結(jié)構(gòu)制備工藝流程圖。 圖15為本發(fā)明第二實(shí)施例制備的交叉設(shè)置的二氧化鈦納米線的掃描電鏡照片。 圖16為本發(fā)明第三實(shí)施例的納米結(jié)構(gòu)制備工藝流程圖。 圖17為本發(fā)明第四實(shí)施例的納米結(jié)構(gòu)制備工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參閱圖l，本發(fā)明提供一種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟
步驟一，提供一碳納米管結(jié)構(gòu)。 該碳納米管結(jié)構(gòu)為一自支撐結(jié)構(gòu)。所謂"自支撐結(jié)構(gòu)"即該碳納米管結(jié)構(gòu)無需通 過一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括至少一碳納米管膜，至 少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或其組合。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個碳納米管膜時，該碳納米 管膜可以共面設(shè)置或?qū)盈B設(shè)置。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)僅包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)時，該碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)可以折疊或纏繞成一層狀碳納米管結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)時，該多個碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可以平行設(shè)置、交叉設(shè)置或編織成一層狀碳 納米管結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括碳納米管膜與碳納米管線狀結(jié)構(gòu)時，可以將碳納米 管線狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于碳納米管膜的至少一表面。由于該碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管具有很好 的柔韌性，使得該碳納米管結(jié)構(gòu)具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。
所述碳納米管膜包括多個均勻分布的 納米管。所述碳納米管有序或無序分布且 通過范德華力緊密結(jié)合。所述無序指碳納米管的排列無規(guī)則，有序指至少多數(shù)碳納米管的 排列方向具有一定規(guī)律。當(dāng)碳納米管膜包括無序排列的碳納米管時，碳納米管相互纏繞； 當(dāng)碳納米管膜包括有序排列的碳納米管時，碳納米管沿一個方向或者多個方向擇優(yōu)取向排 列。所述碳納米管膜可以為碳納米管拉膜、碳納米管碾壓膜、碳納米管絮化膜。
該碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管 中的一種或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 50納米，雙壁碳納米管的直徑為 1. 0納米 50納米，多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。所述碳納米管的長度大于 50微米。優(yōu)選地，該碳納米管的長度優(yōu)選為200微米 900微米。 所述碳納米管拉膜為從碳納米管陣列中直接拉取獲得的一種具有自支撐性的碳 納米管膜。每一碳納米管拉膜包括多個基本沿同一方向排列且平行于碳納米管拉膜表面排 列的碳納米管。所述碳納米管通過范德華力首尾相連。請參閱圖2及圖3，具體地，每一碳 納米管拉膜包括多個連續(xù)且定向排列的碳納米管片段143。該多個碳納米管片段143通過 范德華力首尾相連。每一碳納米管片段143包括多個相互平行的碳納米管145，該多個相互 平行的碳納米管145通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管片段143具有任意的寬度、厚度、 均勻性及形狀。所述碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米，寬度與拉取該碳納米管 拉膜的碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長度不限。 所述碳納米管拉膜及其制備方法具體請參見范守善等人于2007年2月9日申請 的，于2008年8月13日公開的第CN101239712A號中國公開專利申請"碳納米管膜結(jié)構(gòu)及 其制備方法"。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技 術(shù)揭露的一部分。
當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的多層碳納米管拉膜時，相鄰兩層碳納米管拉 膜中的擇優(yōu)取向排列的碳納米管之間形成一交叉角度a，且a大于等于0度小于等于90 度(0°《a《90° )。所述多個碳納米管拉膜之間或一個碳納米管拉膜之中的相鄰的碳 納米管之間具有一定間隙，從而在碳納米管結(jié)構(gòu)中形成多個微孔，微孔的孔徑約小于10微 米。 本發(fā)明實(shí)施例的碳納米管結(jié)構(gòu)可以包括多個沿相同方向?qū)盈B設(shè)置的碳納米管拉 膜，從而使碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管均沿同一方向擇優(yōu)取向排列。 所述碳納米管線包括多個沿碳納米管線軸向定向排列的碳納米管。所述碳納米管 線可以為非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為將碳納米管 拉膜通過有機(jī)溶劑處理得到。請參閱圖4，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個沿碳納米管線長 度方向排列的碳納米管。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿 相反方向扭轉(zhuǎn)獲得。請參閱圖5，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個繞碳納米管線軸向螺旋排 列的碳納米管。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線與扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長度不限，直徑為0. 5納米 100微米。 所述碳納米管線及其制備方法具體請參見范守善等人于2002年9月16日申請 的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C號中國公告專利"一種碳納米管繩及其制 造方法"，以及于2005年12月16日申請的，于2007年6月20日公開的第CN1982209A號 中國公開專利申請"碳納米管絲及其制作方法"。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有 技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分。 進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī)溶 劑揮發(fā)時產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過范 德華力緊密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的直徑及比表面積減小，密度及強(qiáng)度增大。
由于該碳納米管線為采用有機(jī)溶劑或機(jī)械力處理上述碳納米管拉膜獲得，該碳納 米管拉膜為自支撐結(jié)構(gòu)，所以該碳納米管線為自支撐結(jié)構(gòu)。另外，該碳納米管線中相鄰碳納 米管間存在間隙，故該碳納米管線具有大量微孔，且微孔的孔徑約小于10微米。
所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向 擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部分交疊，并通過范德華力相互吸 引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管結(jié)構(gòu)具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破 裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納 米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納米管碾壓膜可通過碾壓一碳納米管陣列獲得。所 述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長基底的表面形成一夾角P ，其 中，P大于等于0度且小于等于15度(0《13《15° )，該夾角13與施加在碳納米管陣列 上的壓力有關(guān)，壓力越大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行于該 生長基底排列。該碳納米管碾壓膜為通過碾壓一碳納米管陣列獲得，依據(jù)碾壓的方式不同， 該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。具體地，請參閱圖6，當(dāng)沿同一方向 碾壓時，碳納米管沿一固定方向擇優(yōu)取向排列；請參閱圖7，當(dāng)沿不同方向碾壓時，碳納米 管沿不同方向擇優(yōu)取向排列；當(dāng)沿垂直于碳納米管陣列的生長基底表面的方向碾壓時，碳 納米管膜在平行于生長基底表面的方向各向同性。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長度大 于50微米。
所述碳納米管碾壓膜及其制備方法具體請參見范守善等人于2007年6月1日申 請的，于2008年12月3日公開的第CN101314464A號中國公開專利申請"碳納米管膜的制 備方法"。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭 露的一部分。 該碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。該碳納米管碾壓膜 的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度以 及碾壓的壓力有關(guān)，可為1微米 1毫米?？梢岳斫?，碳納米管陣列的高度越大而施加的 壓力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越大；反之，碳納米管陣列的高度越小而施加的 壓力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。所述碳納米管碾壓膜之中的相鄰的碳納 米管之間具有一定間隙，從而在碳納米管碾壓膜中形成多個微孔，微孔的孔徑約小于10微 米。 所述碳納米管結(jié)構(gòu)可包括至少一碳納米管絮化膜，該碳納米管絮化膜包括相互纏
繞且均勻分布的碳納米管。碳納米管的長度大于io微米，優(yōu)選地，碳納米管的長度大于等 于200微米且小于等于900微米。所述碳納米管之間通過范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng) 絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無規(guī)則排列，使得該碳納米管絮 化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管形成大量的微孔結(jié)構(gòu)，微孔孔徑約小于 IO微米。所述碳納米管絮化膜的長度和寬度不限。請參閱圖8，由于在碳納米管絮化膜中， 碳納米管相互纏繞，因此該碳納米管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié)構(gòu)，可以彎 曲折疊成任意形狀而不破裂。所述碳納米管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為l微米 1毫米，優(yōu)選為100微米。 所述碳納米管絮化膜及其制備方法具體請參見范守善等人于2007年4月13日申 請的，于2008年10月15日公開的第CN101284662A號中國公開專利申請"碳納米管膜的制 備方法"。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭 露的一部分。 可以理解，本實(shí)施例中進(jìn)一步還可以將該碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于一支撐體上。所述
支撐體包括基板或框架?？梢岳斫?，本發(fā)明可以將該碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于該支撐體表面，并
通過該支撐體至少部分懸空設(shè)置，也可以將該碳納米管結(jié)構(gòu)整個設(shè)置于該支撐體表面，使
整個碳納米管結(jié)構(gòu)均被支撐體支撐。 步驟二，向該碳納米管結(jié)構(gòu)中引入反應(yīng)原料。 所述反應(yīng)原料的材料與所需形成的納米結(jié)構(gòu)的材料相關(guān)。所述反應(yīng)原料可以為固 態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。所述向碳納米管結(jié)構(gòu)中引入兩種反應(yīng)原料的方法具體包括下列三種情形。
第一種首先，在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成一層厚度為50納米 200納米的第一 反應(yīng)原料層。 所述第一反應(yīng)原料層的材料與所要制備的納米結(jié)構(gòu)的材料有關(guān)，可以為金屬、非 金屬及半導(dǎo)體中的一種或多種。例如，當(dāng)納米結(jié)構(gòu)的材料為金屬化合物，如金屬氧化物或金 屬硅化物時，第一反應(yīng)原料層為金屬層，如鈦層、鋁層或鎳層等；當(dāng)納米結(jié)構(gòu)的材料為非金 屬化合物，如氮化硅或碳化硅時，第一反應(yīng)原料層為硅層。 所述在碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成一第一反應(yīng)原料層的方法不限，可以包括物理氣相 沉積法、化學(xué)氣相沉積法、浸漬法、噴涂法以及絲網(wǎng)印刷法等中的一種或多種?？梢岳斫?，根據(jù)第一反應(yīng)原料層的材料不同，可以選擇不同的方法在碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管表面形 成第一反應(yīng)原料層。例如，通過物理氣相沉積法可以將金屬濺射到碳納米管表面；通過化學(xué) 氣相沉積法可以在碳納米管表面形成非金屬；通過噴涂法或絲網(wǎng)印刷法可以將含有金屬的 有機(jī)漿料形成于碳納米管的表面。 其次，向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入氣態(tài)或液態(tài)第二反應(yīng)原料。 所述氣態(tài)第二反應(yīng)原料可以為氧氣、氮?dú)?、硅源氣體及碳源氣體中的一種或多種。
所述向碳納米管結(jié)構(gòu)引入氣態(tài)第二反應(yīng)原料的方法可以包括直接將氣態(tài)第二反應(yīng)原料通
入到設(shè)置有碳納米管結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室或?qū)⑻技{米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于一含有氣態(tài)第二反應(yīng)原料的
氣氛中，從而使氣態(tài)第二反應(yīng)原料分布于碳納米管結(jié)構(gòu)以及第一反應(yīng)原料層周圍。 所述液態(tài)第二反應(yīng)原料可以為甲醇、乙醇、丙酮及液態(tài)樹脂等中的一種或多種。所
述向碳納米管結(jié)構(gòu)引入液態(tài)第二反應(yīng)原料的方法可以包括直接將液態(tài)第二反應(yīng)原料滴到
碳納米管結(jié)構(gòu)表面或?qū)⑻技{米管結(jié)構(gòu)浸潤于一液態(tài)第二反應(yīng)原料中，從而使液態(tài)第二反應(yīng)
原料分布于碳納米管結(jié)構(gòu)以及第一反應(yīng)原料層周圍。 第二種首先，在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成一第一反應(yīng)原料層；其次，于該第一反 應(yīng)原料層上形成一第二反應(yīng)原料層。所述第一反應(yīng)原料層與第二反應(yīng)原料層的總厚度為50 納米 200納米。如，第一反應(yīng)原料層為金屬層，第二反應(yīng)原料層為硅層；第一反應(yīng)原料層 與第二反應(yīng)原料層均為金屬層，如第一反應(yīng)原料層與第二反應(yīng)原料層均分別為鋁層與鈦 層、鋁層與鎳層等。 第三種同時向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入兩種氣態(tài)反應(yīng)原料或兩種液態(tài)反應(yīng)原料或一 種氣態(tài)反應(yīng)原料與一種液態(tài)反應(yīng)原料。該情況下可以通過控制反應(yīng)時間制備納米結(jié)構(gòu)。
可以理解，當(dāng)沉積于所述碳納米管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料層的厚度較大時，如厚度 為50納米 200納米，反應(yīng)原料反應(yīng)后可形成多個連續(xù)的納米線，該多個納米線組成一納 米結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料層的厚度較小時，如小于50納米，反應(yīng)原料 反應(yīng)后容易形成間隔的顆粒。 可以理解，不同的反應(yīng)原料對厚度的要求不同。本發(fā)明實(shí)施例中，通過磁控濺射法 在碳納米管結(jié)構(gòu)表面沉積一鈦層。然后，將該沉積有鈦層的碳納米管結(jié)構(gòu)置于大氣環(huán)境中， 使得碳納米管結(jié)構(gòu)表面的鈦顆粒與大氣中的氧氣接觸。當(dāng)鈦層的厚度為50納米 100納米 時，鈦層與氧氣反應(yīng)后可形成多個連續(xù)的二氧化鈦納米線。當(dāng)鈦層的厚度小于50納米時， 鈦層與氧氣反應(yīng)后容易形成間隔的二氧化鈦納米顆粒。 可以理解，本發(fā)明還可以向該碳納米管結(jié)構(gòu)中僅引入一種反應(yīng)原料，通過分解反 應(yīng)生長納米結(jié)構(gòu)。 步驟三，引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，生長納米結(jié)構(gòu)。 所述引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)的方法包括加熱、激光掃描、電火花等方法中的一種 或多種?？梢岳斫?，根據(jù)反應(yīng)原料的不同，可選擇不同的方法來引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)。如 通過加熱可使硅源氣與碳源氣反應(yīng)制備碳化硅納米結(jié)構(gòu)；通過激光掃描可使金屬與氧氣反 應(yīng)制備金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明實(shí)施例中，采用激光掃描引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)。采用激光掃描引發(fā)反應(yīng) 原料進(jìn)行反應(yīng)包括兩種情形第一種為采用激光掃描整個碳納米管結(jié)構(gòu)的表面，使碳納米 管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)；第二種為采用激光掃描碳納米管結(jié)構(gòu)的部分表面，使碳納米管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料由激光掃描的位置開始沿著碳納米管排列方向進(jìn)行自擴(kuò)散反 應(yīng)。 當(dāng)采用第二種方法時，可以將整個碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于一基板上，通過選擇不同 導(dǎo)熱系數(shù)的基板以控制生長納米結(jié)構(gòu)的速度。所述基板的導(dǎo)熱系數(shù)越大，熱量向基板傳導(dǎo) 就越快，而沿碳納米管方向傳導(dǎo)就越慢，納米結(jié)構(gòu)的生長速度就越慢。反之則生長速度越 快。由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)通過一框架懸空設(shè)置時，納米結(jié)構(gòu)具有 最快的生長速度。另外，通過選擇激光掃描的位置還可以實(shí)現(xiàn)碳納米管結(jié)構(gòu)的部分表面可 選擇地生長納米結(jié)構(gòu)。 所述反應(yīng)原料于反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)生長納米結(jié)構(gòu)。該納米結(jié)構(gòu)沿碳納米管結(jié)構(gòu) 中的碳納米管長度方向生長，且包覆于碳納米管表面。由于本發(fā)明中所采用的碳納米管結(jié) 構(gòu)模板中的碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合形成一具有自支撐特性的碳納米管結(jié)構(gòu)，故， 該反應(yīng)生長的納米結(jié)構(gòu)也形成一具有自支撐特性的納米結(jié)構(gòu)。 可以理解，當(dāng)采用碳納米管拉膜作為模板時，由于碳納米管拉膜中包括多個首尾 相連且基本沿同一方向排列的碳納米管，故，制備的納米結(jié)構(gòu)包括多個沿碳納米管平行排 列的納米線，且該納米線的長度與碳納米管拉膜的長度相同。由于碳納米管拉膜的長度不 限，可達(dá)到數(shù)米以上，故，制備的納米結(jié)構(gòu)中納米線的長度可達(dá)到數(shù)米以上。通過控制碳納 米管拉膜的鋪設(shè)方向，還可控制納米結(jié)構(gòu)中納米線的排列方向。當(dāng)采用碳納米管碾壓膜作 為模板時，由于碳納米管碾壓膜中包括多個沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列的碳納米 管，故，制備的納米結(jié)構(gòu)包括多個沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列的納米線。當(dāng)采用碳 納米管絮化膜作為模板時，由于碳納米管絮化膜中包括多個相互纏繞的碳納米管，故，制備 的納米結(jié)構(gòu)包括多個相互纏繞的納米線。 進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例還可包括一將獲得的納米結(jié)構(gòu)與該碳納米管結(jié)構(gòu)分離，獲 得純納米結(jié)構(gòu)的步驟。分離的方法與獲得的納米結(jié)構(gòu)的材料相關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例通過高溫 氧化的方法可將碳納米管結(jié)構(gòu)除去。具體地，將反應(yīng)產(chǎn)物置于高溫爐中，于50(TC IOO(TC 條件下保持1小時 4小時，以除去碳納米管結(jié)構(gòu)得到純納米結(jié)構(gòu)?？梢岳斫?，高溫氧化除 去碳納米管結(jié)構(gòu)的方法僅限于制備耐高溫的納米結(jié)構(gòu)，如金屬氧化物，非金屬氮化物等。
以下為本發(fā)明實(shí)施例采用碳納米管結(jié)構(gòu)作為模板制備納米結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例
實(shí)施例1 請參閱圖9，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)104的制備方法，具體 包括以下步驟 步驟一，提供一二維碳納米管結(jié)構(gòu)IOO，該碳納米管結(jié)構(gòu)100包括兩個沿同一方向 層疊鋪設(shè)的碳納米管拉膜。 本實(shí)施例中，將兩個碳納米管拉膜層疊鋪設(shè)于一金屬環(huán)上得到一碳納米管結(jié)構(gòu) 100，且兩個碳納米管拉膜中碳納米管排列方向相同。 步驟二，向該碳納米管結(jié)構(gòu)100引入鈦反應(yīng)原料102以及氧氣。 本實(shí)施例中，通過磁控濺射法于碳納米管結(jié)構(gòu)100表面沉積一層100納米厚的鈦
層。請參見圖IO，鈦顆粒均勻分布于碳納米管拉膜中的碳納米管表面。然后，將該沉積有鈦
層的碳納米管結(jié)構(gòu)IOO置于大氣環(huán)境中，使得碳納米管結(jié)構(gòu)IOO表面的鈦顆粒與大氣中的
氧氣接觸。
步驟三，引發(fā)鈦反應(yīng)原料102與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生長二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)104。
本實(shí)施例中，采用激光掃描引發(fā)自擴(kuò)散反應(yīng)。其中，激光掃描的速度為10厘米/ 秒 200厘米/秒，激光掃描的功率為0. 5瓦 10瓦，該自擴(kuò)散反應(yīng)的速度大于10厘米/ 秒。所述鈦反應(yīng)原料102與氧氣在反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)生長二氧化鈦納米線106。由于本 實(shí)施例采用碳納米管拉膜作為模板，該碳納米管拉膜中包括多個首尾相連且沿同一方向排 列的碳納米管，該二氧化鈦納米線106沿碳納米管拉膜中的首尾相連的碳納米管生長，且 包覆于碳納米管表面，故，在整個碳納米管結(jié)構(gòu)100表面生長得到多個平行排列的二氧化 鈦納米線106。該二氧化鈦納米線106的長度等于碳納米管拉膜的長度。該多個平行排列 的二氧化鈦納米線106形成二維的二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)104。 請參見圖ll，該二氧化鈦納米線沿著該碳納米管結(jié)構(gòu)中首尾相連的碳納米管生 長，形成多個平行設(shè)置的二氧化鈦納米線，且二氧化鈦納米線包覆于碳納米管表面。請一并 參見圖12，二氧化鈦納米線的微觀形貌為多個連續(xù)的類似橢球狀的小顆粒，且均勻分散或 包覆于碳納米管表面。 進(jìn)一步，本實(shí)施例中，將上述二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)104于大氣環(huán)境下熱處理以除去 碳納米管結(jié)構(gòu)得到一純的二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)。所述熱處理溫度為90(TC，所述熱處理的升 溫速度為10K/分鐘。請參見圖13，所述的純的二氧化鈦納米線為一具有自支撐特性的薄 膜。該二氧化鈦膜的厚度小于100納米。該二氧化鈦膜中的二氧化鈦納米線長度大于900 微米，直徑小于100納米。 由于本實(shí)施例采用碳納米管拉膜作為模板制備二氧化鈦納米線106，該碳納米管 拉膜包括多個首尾相連的碳納米管，且首尾相連的碳納米管具有較大的長度(可達(dá)數(shù)米以 上)，故，可于長達(dá)數(shù)米的較大的范圍內(nèi)控制二氧化鈦納米線106的生長，獲得由長度較大 的二氧化鈦納米線106組成的二維二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)104。長度較大的二氧化鈦納米線有 利于其在宏觀器件中的應(yīng)用。
實(shí)施例2
請參閱圖14，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204的制備方法。所 述二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204的制備方法與本發(fā)明第一實(shí)施例中二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)的制備方 法基本相同，其區(qū)別在于本實(shí)施例中，將兩個碳納米管拉膜層疊且垂直交叉鋪設(shè)作為模板 生長二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204。
本實(shí)施例具體包括以下步驟 步驟一，提供一二維碳納米管結(jié)構(gòu)200，該碳納米管結(jié)構(gòu)200包括兩個層疊且垂直 交叉鋪設(shè)的碳納米管拉膜。 本實(shí)施例中，將兩個碳納米管拉膜層疊且垂直交叉鋪設(shè)于一金屬環(huán)上得到一碳納
米管結(jié)構(gòu)200。所述兩個碳納米管拉膜中的碳納米管排列方向垂直。 步驟二，向該二維碳納米管結(jié)構(gòu)200引入鈦反應(yīng)原料202以及氧氣。 本實(shí)施例中，通過磁控濺射法于碳納米管結(jié)構(gòu)200雙面各沉積一層100納米厚的
鈦層作為鈦反應(yīng)原料202。然后，將該沉積有鈦層的碳納米管結(jié)構(gòu)200置于大氣環(huán)境中，使
得碳納米管結(jié)構(gòu)200表面的鈦顆粒與大氣中的氧氣接觸。 步驟三，引發(fā)鈦反應(yīng)原料202與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生長二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204。
本實(shí)施例中，采用激光掃描引發(fā)自擴(kuò)散反應(yīng)。所述鈦反應(yīng)原料202與氧氣在反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)生長二氧化鈦納米線206。由于本實(shí)施例采用碳納米管拉膜作為模板，每個 碳納米管拉膜包括多個首尾相連的碳納米管，且兩個碳納米管拉膜中碳納米管的排列方向 垂直，該二氧化鈦納米線206沿碳納米管拉膜中的首尾相連的碳納米管生長，且包覆于碳 納米管表面。故，在該碳納米管結(jié)構(gòu)200表面形成多個二氧化鈦納米線206。該多個二氧化 鈦納米線206形成二維二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204。該二維二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204中的二氧化 鈦納米線206部分沿第一方向平行排列，部分沿第二方向平行排列，且該第一方向與第二 方向相互垂直。 本實(shí)施例中，在碳納米管拉膜表面制備得到兩層交叉設(shè)置的二氧化鈦納米線206。 請參見圖15，該二氧化鈦納米線包覆于碳納米管表面。由于二氧化鈦納米線分布或包覆于 碳納米管表面，故，二氧化鈦的宏觀形貌與碳納米管結(jié)構(gòu)的形貌一致。因此，通過控制碳納 米管拉膜的鋪設(shè)角度，可制備不同交叉角度的二氧化鈦納米線206。 進(jìn)一步，本實(shí)施例中，將上述二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)204于大氣環(huán)境下熱處理以除去 碳納米管結(jié)構(gòu)得到一純的二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)。所述熱處理溫度為600°C ，所述熱處理的升溫 速度為10K/分鐘。
實(shí)施例3 請參閱圖16，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種氧化鋅納米結(jié)構(gòu)304的制備方法。所述
氧化鋅納米結(jié)構(gòu)304的制備方法與本發(fā)明第一實(shí)施例中二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)的制備方法基
本相同，其區(qū)別在于本實(shí)施例中，采用至少一碳納米管線作為模板，通過金屬鋅與氧氣反
應(yīng)生長氧化鋅納米結(jié)構(gòu)304。 本實(shí)施例具體包括以下步驟 步驟一，提供一一維碳納米管結(jié)構(gòu)300。 所述一維碳納米管結(jié)構(gòu)300為一由多個碳納米管組成的線狀結(jié)構(gòu)，該線狀結(jié)構(gòu)為 束狀結(jié)構(gòu)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或絞線結(jié)構(gòu)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)。該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括 多個碳納米管線，所述碳納米管線的直徑小于100納米。當(dāng)一維碳納米管結(jié)構(gòu)300為束狀結(jié) 構(gòu)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)時，所述各個碳納米管線之間的間距大于5納米，以便生長納米線。 本實(shí)施例中，該碳納米管結(jié)構(gòu)300為單個碳納米管線，該碳納米管線直徑為50納米。
步驟二，向該一維碳納米管結(jié)構(gòu)300引入鋅反應(yīng)原料302與氧氣。
本實(shí)施例中，通過磁控濺射法在碳納米管結(jié)構(gòu)300表面沉積多個鋅顆粒作為鋅反 應(yīng)原料302。該鋅顆粒直徑為10納米 50納米。然后，將該沉積有鋅顆粒的碳納米管結(jié)構(gòu) 300置于大氣環(huán)境中，使得碳納米管結(jié)構(gòu)300表面的鋅顆粒與大氣中的氧氣接觸。
步驟三，引發(fā)鋅反應(yīng)原料302與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生長氧化鋅納米結(jié)構(gòu)304。
本實(shí)施例中，采用激光掃描引發(fā)自擴(kuò)散反應(yīng)。所述一維碳納米管結(jié)構(gòu)300為一由 多個碳納米管組成的線狀結(jié)構(gòu)。所述鋅反應(yīng)原料302與氧氣在反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)，并沿 一維碳納米管結(jié)構(gòu)300長度方向生長形成一一維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)304。
實(shí)施例4 請參閱圖17，本發(fā)明第四實(shí)施例提供一種氧化鋅納米結(jié)構(gòu)404的制備方法。所述 氧化鋅納米結(jié)構(gòu)404的制備方法與本發(fā)明第一實(shí)施例中二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)的制備方法基 本相同，其區(qū)別在于本實(shí)施例中，將碳納米管膜制備成一三維結(jié)構(gòu)作為模板，通過金屬鋅 與氧氣反應(yīng)生長氧化鋅納米結(jié)構(gòu)404。
本實(shí)施例具體包括以下步驟 步驟一，提供一三維碳納米管結(jié)構(gòu)400。 所述三維碳納米管結(jié)構(gòu)400可以通過將第一實(shí)施例中的碳納米管拉膜、碳納米管 碾壓膜或碳納米管絮化膜折疊或巻曲而獲得。本實(shí)施例中，將碳納米管拉膜設(shè)置于一鋁框 架40上，通過巻曲框架40使碳納米管拉膜巻成一圓筒作為模板。所述碳納米管拉膜中的 多個碳納米管首尾相連且平行于圓筒軸向排列。 步驟二，向該三維碳納米管結(jié)構(gòu)400引入鋅反應(yīng)原料402與氧氣。 本實(shí)施例中，通過磁控濺射法在碳納米管結(jié)構(gòu)400表面沉積一鋅層作為鋅反應(yīng)原
料402。該鋅層厚度為80納米。然后，將該沉積有鋅層的碳納米管結(jié)構(gòu)400置于大氣環(huán)境
中，使得碳納米管結(jié)構(gòu)400表面的鋅顆粒與大氣中的氧氣接觸。 步驟三，引發(fā)鋅反應(yīng)原料402與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生長氧化鋅納米結(jié)構(gòu)404。 本實(shí)施例中，采用激光掃描引發(fā)自擴(kuò)散反應(yīng)。所述鋅反應(yīng)原料402與氧氣在反應(yīng)
條件下進(jìn)行反應(yīng)生長氧化鋅納米線406。由于所述三維碳納米管結(jié)構(gòu)400中包括多個首尾
相連的碳納米管，該納米線406沿首尾相連的碳納米管生長，且包覆于碳納米管表面，故，
在碳納米管結(jié)構(gòu)400表面生長得到多個平行排列的氧化鋅納米線406。所述多個氧化鋅納
米線406平行于圓筒軸向排列，且形成一三維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)404。 另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一至少部分懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)；向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入反應(yīng)原料；以及引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成納米結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多 個碳納米管均勻分布組成層狀結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括至 少一碳納米管膜、至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或其任意組合。
4. 如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個 碳納米管基本相互平行且平行于碳納米管膜表面。
5. 如權(quán)利要求4所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個 碳納米管通過范德華力首尾相連且基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。
6. 如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個 碳納米管相互纏繞。
7. 如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包 括至少一碳納米管線，所述碳納米管線包括多個碳納米管沿該碳納米管線長度方向平行排 列或呈螺旋狀排列。
8. 如權(quán)利要求7所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包 括多個碳納米管線基本相互并排組成束狀結(jié)構(gòu)或多個碳納米管線相互纏繞組成絞線結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求3所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多 個碳納米管線狀結(jié)構(gòu)相互平行設(shè)置、相互交叉設(shè)置或相互編織設(shè)置。
10. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述至少部分懸空設(shè)置的 碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法包括以下步驟提供一支撐體；將該碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于該支撐 體表面，并通過該支撐體至少部分懸空設(shè)置。
11. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述向該碳納米管結(jié)構(gòu)引 入反應(yīng)原料的方法包括以下步驟在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成一第一反應(yīng)原料層；在該第 一反應(yīng)原料層上形成一第二反應(yīng)原料層，所述第一反應(yīng)原料層與第二反應(yīng)原料層的總厚度 為50納米 200納米。
12. 如權(quán)利要求11所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)原料層為 金屬層，第二反應(yīng)原料層為硅層或金屬層。
13. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述向該碳納米管結(jié)構(gòu)引 入反應(yīng)原料的方法包括以下步驟在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成一層厚度為50納米 200納 米的第一反應(yīng)原料層；向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入氣態(tài)或液態(tài)的第二反應(yīng)原料。
14. 如權(quán)利要求13所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)原料層為 金屬層或硅層，所述氣態(tài)的第二反應(yīng)原料為氧氣、氮?dú)狻⒐柙礆怏w及碳源氣體中的一種或多 種。
15. 如權(quán)利要求13所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述液態(tài)的第二反應(yīng)原 料為甲醇、乙醇、丙酮及液態(tài)樹脂等中的一種或多種。
16. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入反應(yīng)原料的方法為向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入兩種氣態(tài)反應(yīng)原料、兩種液態(tài)反應(yīng)原料或一種 氣態(tài)反應(yīng)原料與一種液態(tài)反應(yīng)原料。
17. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反 應(yīng)形成納米結(jié)構(gòu)的方法包括加熱、電火花以及激光掃描中的一種或多種。
18. 如權(quán)利要求17所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述采用激光掃描引發(fā) 反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)形成納米結(jié)構(gòu)的方法包括采用激光掃描碳納米管結(jié)構(gòu)的整個表面，使 碳納米管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，或采用激光掃描碳納米管結(jié)構(gòu)的部分表面，使碳 納米管結(jié)構(gòu)表面的反應(yīng)原料進(jìn)行自擴(kuò)散反應(yīng)。
19. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多 個碳納米管，所述納米結(jié)構(gòu)形成于所述碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管表面。
20. 如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反 應(yīng)形成納米結(jié)構(gòu)的步驟后進(jìn)一步包括一通過高溫氧化去除該碳納米管結(jié)構(gòu)的步驟，形成至 少部分懸空設(shè)置的納米結(jié)構(gòu)。
21. 如權(quán)利要求20所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述高溫氧化的溫度為 500°C 100(TC，所述高溫氧化的時間小于4小時。
22. —種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供至少一碳納米管膜，所述碳納米 管膜包括多個碳納米管基本相互平行且平行于碳納米管膜表面；向該至少一碳納米管膜引入反應(yīng)原料；以及弓I發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，在該碳納米管膜表面形成納米結(jié)構(gòu)。
23. 如權(quán)利要求22所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述向該至少一碳納米 管膜引入反應(yīng)原料之前進(jìn)一步包括一將該碳納米管膜設(shè)置于一支撐體上的步驟。
24. —種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟 提供一懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)；在該懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)表面沉積一厚度為50納米 100納米的金屬層；以及 氧化該金屬層，獲得金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)。
25. 如權(quán)利要求24所述的納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括 多個碳納米管，所述金屬層形成于所述碳納米管結(jié)構(gòu)中每個碳納米管的表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一至少部分懸空設(shè)置的碳納米管結(jié)構(gòu)；向該碳納米管結(jié)構(gòu)引入反應(yīng)原料；以及引發(fā)反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)，在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成納米結(jié)構(gòu)。
文檔編號B82B3/00GK101734618SQ20091016144
公開日2010年6月16日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者姜開利, 李群慶, 溫佳佳, 王佳平, 程群峰, 范守善 申請人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司