[发明专利]碳纳米管针尖及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管针尖，包括多个碳纳米管，其特征在于，该碳纳米管针尖为一 碳纳米管束状结构，其包括一第一端及与第一端相对的第二端，碳纳米管针 尖的第二端的顶端为一根突出的碳纳米管，该第二端的直径沿远离第一端的 方向逐渐减小。

2.如权利要求1所述碳纳米管针尖，其特征在于，所述碳纳米管针尖的长度为 0.01毫米-1毫米，直径为1微米-20微米。

3.如权利要求1所述碳纳米管针尖，其特征在于，所述尖端顶部突出的碳纳米 管的突出的长度为5纳米-50纳米，其直径小于5纳米。

4.如权利要求1所述碳纳米管针尖，其特征在于，所述尖端顶部突出的碳纳米 管被其周围的碳纳米管通过范德华力固定。

5.如权利要求1所述碳纳米管针尖，其特征在于，该碳纳米管针尖包括多个沿 碳纳米管轴向定向延伸且首尾相连的碳纳米管。

6.如权利要求5所述碳纳米管针尖，其特征在于，该碳纳米管针尖中的碳纳米 管通过范德华力相互连接。

7.如权利要求5所述碳纳米管针尖，其特征在于，所述碳纳米管包括单壁碳纳 米管、多壁碳纳米管或其任意组合的混合物。

8.如权利要求7所述碳纳米管针尖，其特征在于，所述单壁碳纳米管的直径为 0.5纳米-50纳米，双壁碳纳米管的直径为1纳米-50纳米，多壁碳纳米管的 直径为1.5纳米-50纳米，碳纳米管的长度均为10微米-5000微米。

9.一种碳纳米管针尖的制备方法，其具体包括以下步骤：

提供一碳纳米管薄膜；

提供一第一电极和一第二电极，将上述碳纳米管薄膜两端分别固定于第一 电极和第二电极上，该碳纳米管薄膜中的碳纳米管从第一电极向第二电极 延伸；

通过使用有机溶剂处理该碳纳米管薄膜，形成多个碳纳米管线，该碳纳米 管线的两端分别固定于第一电极和第二电极上；

将该碳纳米管线通电流加热熔断，得到多个碳纳米管针尖，该碳纳米管针 尖为一碳纳米管束状结构，其包括一第一端及与第一端相对的第二端，碳 纳米管针尖的第二端的顶端为一根突出的碳纳米管，该第二端的直径沿远 离第一端的方向逐渐减小。

10.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，制备碳纳米管 薄膜的方法包括以下步骤：

提供一碳纳米管阵列；

从上述碳纳米管阵列中选定一定宽度的碳纳米管片断；以及

以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列生长方向拉伸该碳纳米管片断，以形 成一连续的碳纳米管薄膜。

11.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，所述的有机溶 剂为乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿。

12.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，所述的使用有 机溶剂处理碳纳米管薄膜的方法包括通过试管将有机溶剂滴落在碳纳米管 薄膜表面浸润整个碳纳米管薄膜或将第一电极、第二电极和碳纳米管薄膜浸 入盛有有机溶剂的容器中。

13.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，所述第一电极 和第二电极材料为铜、钨、金、钼、铂，ITO玻璃。

14.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，所述第一电极 和第二电极之间的距离为50微米-2毫米。

15.如权利要求9所述的碳纳米管针尖的制备方法，其特征在于，所述的将该碳 纳米管线通电流加热熔断的过程具体包括以下步骤：

将碳纳米管薄膜连同第一电极和第二电极设置于一充满惰性气体的反应室 内或者真空度低于1×10^-1帕的反应室内；以及

在第一电极和第二电极两端施加一电压，将碳纳米管线加热至2000K至 2400K，保温小于1小时的时间，熔断碳纳米管线。