的方法,可W容易地制造通過在制備金屬催 化劑時不使用金屬鹽而使用具有經(jīng)調(diào)節(jié)的尺寸的金屬納米顆粒而具有經(jīng)調(diào)節(jié)的直徑的碳 納米管,并且可W防止在載體上金屬顆粒之間的團(tuán)聚。
[003引此外,利用根據(jù)本發(fā)明的制造導(dǎo)電膜的方法,可W制造直徑小且純度高的碳納米 管,使得可W容易地調(diào)節(jié)包含碳納米管的導(dǎo)電膜的透射率和薄層電阻,并且可W改進(jìn)導(dǎo)電 膜的膜性質(zhì)。
【附圖說明】
[0033] 根據(jù)結(jié)合附圖給出的下面的優(yōu)選實施方案的描述,本發(fā)明的W上目的、特征和優(yōu) 點(diǎn)W及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯,其中:
[0034] 圖1為由實施例1制造的用于制造碳納米管的金屬催化劑的透射電子顯微鏡 (TEM)照片;
[0035] 圖2為由對比例1制造的用于制造碳納米管的金屬催化劑的透射電子顯微鏡 (TEM)照片;
[0036] 圖3為通過使用由實施例1制造的用于制造碳納米管的金屬催化劑的制備實施例 合成的碳納米管的掃描電子顯微鏡(SEM)照片;W及
[0037] 圖4為通過使用由實施例2制造的用于制造碳納米管的金屬催化劑的制備實施例 合成的碳納米管的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
【具體實施方式】
[003引在下文中,將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的制造具有優(yōu)異的膜性質(zhì)的導(dǎo)電膜的方法。
[0039] 在此,除非對本文中使用的技術(shù)術(shù)語或科學(xué)術(shù)語另有定義,否則在本文中所使用 的技術(shù)術(shù)語或科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的意思。將省略由不必要的 細(xì)節(jié)使本發(fā)明的描述和附圖不清楚的已知功能和部件。
[0040] 制造導(dǎo)電膜的方法包括;(a)通過在金屬納米顆粒上合成碳納米管來制備金屬催 化劑-碳納米管復(fù)合材料,通過調(diào)節(jié)負(fù)載在載體上的金屬納米顆粒的尺寸來使碳納米管 具有與金屬納米顆粒的尺寸對應(yīng)的經(jīng)調(diào)節(jié)的短軸直徑;化)通過粉碎金屬催化劑-碳納米 管復(fù)合材料來制備碳納米管粉末;(C)通過將碳納米管粉末和添加劑引入溶劑來制備導(dǎo)電 墨;W及(d)通過將導(dǎo)電墨涂布在基底上來制造導(dǎo)電膜。
[0041] 在根據(jù)本發(fā)明的制造導(dǎo)電膜的方法中,調(diào)節(jié)負(fù)載在載體上的金屬納米顆粒的尺 寸,使得可W容易地調(diào)節(jié)在金屬納米顆粒上生長和合成的碳納米管的短軸直徑。
[0042] 另外,與調(diào)節(jié)金屬催化劑的含量和合成溫度來制造具有小的直徑的碳納米管的現(xiàn) 有實例相比,在本發(fā)明中,可W調(diào)節(jié)金屬催化劑的含量和金屬納米顆粒的尺寸,使得可W容 易地調(diào)節(jié)碳納米管的直徑并且可W制造更均一的碳納米管。
[0043]特別地,在制備用于合成碳納米管粉末的金屬催化劑時,在相關(guān)技術(shù)中使用制備 含金屬鹽的催化劑溶液并使其吸附在載體上的方案;然而,在本發(fā)明中,使用金屬納米顆粒 而非金屬鹽,使得可W調(diào)節(jié)碳納米管的短軸直徑并且可W防止金屬顆粒在載體上團(tuán)聚。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的金屬催化劑-碳納米管復(fù)合材料指的是通過在負(fù)載在載體中并具 有經(jīng)調(diào)整的粒徑的金屬納米顆粒上合成直徑對應(yīng)于金屬納米顆粒的尺寸的碳納米管而得 到的材料,并且碳納米管粉末指的是通過粉碎金屬催化劑-碳納米管復(fù)合材料而得到的粉 〇
[0045] 不對根據(jù)本發(fā)明的實施方案的金屬納米顆粒進(jìn)行限制,但其可W為選自Fe、Co、 Mo、Ni、Se、Y、化、Pt、Nb、W、化、Ti或其氧化物中的至少之一,并且更具體地,可W為選自Fe、 Co、Mo、Ni、Se、Y、化、Pt、Nb、W、&或Ti金屬、上述金屬的氧化物、上述金屬的合金或者上 述金屬的固體(solids)中的至少之一;并且可W用作粉末型或元件使用。
[0046] 金屬納米顆粒的尺寸可W為Inm至30nm,使得在負(fù)載在載體中的金屬納米顆粒上 合成的碳納米管的短軸直徑被調(diào)節(jié)。在金屬納米顆粒的尺寸小于Inm的情況下,難W合成 金屬納米顆粒,并且可能不會從納米顆粒合成碳納米管;并且在金屬納米顆粒的尺寸大于 30nm的情況下,由于碳納米管的直徑大,所W可能使包含該碳納米管的導(dǎo)電膜的膜性質(zhì)劣 化,并且基于W上描述,金屬納米顆粒的尺寸優(yōu)選地為2皿至10皿。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施方案的制造金屬納米顆粒的方法為選自溶膠-凝膠法、膠體 法、熱解、熱或高頻等離子體法、電化學(xué)法W及球磨法中的至少之一,但本發(fā)明不對方法的 種類進(jìn)行限制。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的實施方案的碳納米管的短軸直徑可W通過金屬納米顆粒來調(diào)節(jié)和 合成;其中為了改進(jìn)導(dǎo)電膜和碳納米管分散體的性質(zhì),碳納米管的直徑可W為2nm至30nm, 并且優(yōu)選地為3皿至10皿。
[0049] 不對根據(jù)本發(fā)明的實施方案的載體進(jìn)行限制,但多孔載體的孔的直徑可W為1ym 至50ym,W便于有效實現(xiàn)機(jī)械粉碎來將載體粉碎成細(xì)尺寸。根據(jù)本發(fā)明的實施方案的載 體可W為選自下述中的一個或兩個或更多個;氧化物組,例如二氧化娃、氧化侶、氧化儀、沸 石、氧化巧、氧化鎖、氧化領(lǐng)、氧化銅和氧化銅;氨氧化物組,例如氨氧化被、氨氧化儀、氨氧 化巧、氨氧化鎖、氨氧化領(lǐng)、氨氧化侶、氨氧化鐵、氨氧化銘、氨氧化饑、氨氧化鋪、氨氧化鋒、 氨氧化鋼和氨氧化銅;碳基載體組,例如碳黑、碳纖維、石墨、石墨締、碳納米管和碳納米纖 維,并且為了確保碳納米管的合成產(chǎn)率適用于催化劑的量并且防止金屬納米顆粒之間的團(tuán) 聚和交疊,可W基于100重量份的載體W5至50重量份、優(yōu)選地8至30重量份的含量來使 用金屬納米顆粒。
[0050] 在下文中,將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案的碳納米管粉末。
[0化1] 金屬催化劑-碳納米管復(fù)合材料的制備可W包括:
[0052] (1)通過將載體添加至金屬納米顆粒分散體來制備混合的分散體,其中金屬納米 顆粒分散體通過將具有經(jīng)調(diào)節(jié)的粒徑的金屬納米顆粒分散至溶劑中來制備;
[0化3] (2)通過鍛燒和粉碎混合的分散體來制備金屬催化劑;W及
[0054] (3)使用金屬催化劑和含有姪類氣體的反應(yīng)氣體通過在金屬催化劑的金屬納米顆 粒上合成短軸直徑對應(yīng)于金屬顆粒的尺寸的碳納米管來制備金屬催化劑-碳納米管復(fù)合 材料。
[0化5]首先,如上所述,將具有經(jīng)調(diào)節(jié)的粒徑的金屬納米顆粒分散至溶劑中W制備金屬 納米顆粒分散體。將載體添加至分散體中,由此制備了混合的分散體。不對溶劑進(jìn)行限制, 所有溶劑都是可W的,只要使載體和金屬納米顆粒良好地分散即可,并且溶劑的實例可W 包括水、醇、有機(jī)溶劑等。
[0化6] 可W通過常規(guī)方法來分散金屬納米顆粒分散體和混合的分散體W被良好地分散, 其中分散方法中的實例為使用超聲發(fā)生器5分鐘至120分鐘,但本發(fā)明不限于此。
[0化7] 使用常規(guī)方法通過干燥、鍛燒和粉碎所制備的混合的分散體來制備金屬催化劑。 可W在25°C至200°C下進(jìn)行干燥過程1小時至24小時,可W在200°C至1000°C下進(jìn)行鍛燒 過程0. 1小時至10小時,并且在鍛燒過程之后,可W通過常規(guī)方法來進(jìn)行粉碎過程。
[005引接下來,可W使用所制備的金屬催化劑和含有姪類氣體的反應(yīng)氣體通過在金屬催 化劑的金屬納米顆粒上合成短軸直徑對應(yīng)于金屬顆粒的尺寸的碳納米管來制備金屬催化 劑-碳納米管復(fù)合材料。不對姪類氣體進(jìn)行限制,但其可W為甲燒氣體、己締氣體、己訣氣 體、丙烷氣體、了燒氣體等。另外,可W使用氨氣和惰性氣體作為反應(yīng)氣體,使得反應(yīng)可W進(jìn) 行。
[0化9] 根據(jù)本發(fā)明的實施方案的碳納米管的合成可W在550°C至1000°C下進(jìn)行1分鐘至 120分鐘,