[发明专利]反应器及生长碳纳米管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应器，以及采用所述反应器生长碳纳米管的方法。

背景技术

碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料。碳纳米管的特殊结构决定了其具有特殊的性质，如高抗张强度和高热稳定性；随着碳纳米管螺旋方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性等。

由于碳纳米管具有理想的一维结构以及在力学、电学、热学等领域优良的性质，其在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域已展现出广阔的应用前景，在科学研究以及产业应用上也受到越来越多的关注。目前以碳纳米管结构作为生长基底，应用于反应器中生长新的结构逐渐成为新的研究热点，逐渐引起了广泛关注。

然而，由于碳纳米管结构中碳纳米管自身条件限制，如尺寸较小等，如何设置所述碳纳米管结构并其作为生长基底并在表面生长出新的结构一直是难以克服的难题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管结构作为生长基底的反应器。

一种反应器，其包括：一反应室，所述反应室包括一进气口及一出气口；一生长基底，所述生长基底设置于反应室内，位于所述进气口及出气口之间；其中，所述生长基底为一筒状结构，该筒状结构一端开口一端封闭，所述筒状结构的开口面向所述进气口设置，所述筒状结构的筒壁为一碳纳米管催化剂复合层，该碳纳米管催化剂复合层具有多个微孔，从进气口通入的反应气体进入所述筒状结构的开口后穿过所述碳纳米管催化剂复合层的多个微孔流向所述出气口。

一种采用所述反应器生长碳纳米管的方法，包括以下步骤：提供一如上所述的反应器；向所述反应室内通入碳源气体与载气的混合气体；加热所述反应室以生长碳纳米管。

相对于现有技术，本案中所述反应器中采用碳纳米管层作为生长基底，由于所述碳纳米管层中的碳纳米管均匀分布且具有较大的比表面积，且所述碳纳米管层具有多个微孔，因此催化剂颗粒可以牢固的固定沉积于所述碳纳米管层表面或嵌入所述碳纳米管层中，并使反应气体贯穿所述碳纳米管层，从而能够有效的防止其团聚，并提高的反应效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的提供的反应器结构示意图。

图2为图1所示反应器中所述生长基底的结构示意图。

图3为图2所示生长基底沿III-III线展开的示意图。

图4为本发明第一实施例中所述反应器中碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图5为图4所示的碳纳米管拉膜中碳纳米管片段的结构示意图。

图6为本发明所述的反应器中包括多层碳纳米管膜的结构示意图。

图7为本发明所述反应器中非扭转的碳纳米管线的结构示意图。

图8为本发明所述反应器中扭转的碳纳米管线的结构示意图。

图9为应用图1所述反应器生长碳纳米管的结构示意图。

图10为图9所示应用中生长基底的结构示意图。

图11为图9所示生长基底的展开示意图。

图12为本发明第二实施例提供的反应器的结构示意图。

图13为图12所示的反应器中生长基底的结构示意图。

主要元件符号说明