[发明专利]碳纳米管膜的制备方法

说明书

一种碳纳米管膜的制备方法，包括以下步骤：提供一生长基底，该生长基底具有相对设置的第一表面和第二表面，在该生长基底的第一表面设置有一催化剂层；将设置有催化剂层的生长基底放入一反应室内；在碳纳米管的生长温度下，向所述反应室内通入碳源气体和氢气开始生长碳纳米管，同时给所述生长基底施加一电场，该电场的电场方向由所述生长基底的第一表面指向第二表面；当所述碳纳米管向远离生长基底的方向飞起来时，停止对所述生长基底施加电场，并继续向所述反应室内通入碳源气体和氢气生长碳纳米管；以及停止通入碳源气体和氢气，使碳纳米管落在一接收基底上，获得一碳纳米管膜。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管膜的制备方法。

背景技术

CN101195482公开了一种生长半导体性单壁碳纳米管的方法，包括如下步骤：1)在基底一端放置催化剂；2)将带有催化剂的基底放在两个平行的电极板之间，放入化学气相沉积系统中生长单壁碳纳米管阵列；3)在生长的过程中，在两个电极板上施加一定的电压，该电压在生长过程中自始自终一直加载，在两个电极板中间始终形成一定强度的电场，金属性碳纳米管受到电场的强烈扰动，很容易接触基底并停止生长；而受扰动较弱的半导体性单壁碳纳米管仍沿气流定向生长，从而生长出半导体性单壁碳纳米管。

由于CN101195482在生长半导体性单壁碳纳米管时，两个电极板之间的电压在生长过程中自始自终一直加载，金属性碳纳米管受电场强烈扰动而停止生长，半导体性单壁碳纳米管虽然受电场扰动较弱，但是当电压在生长过程中一直加载时，多数半导体性单壁碳纳米管依然会受电场影响而停止生长，导致所得的半导体性单壁碳纳米管的密度很低。另外，受生长过程中一直存在的电场的扰动，半导体性单壁碳纳米管仅生长到毫米级就停止生长，导致所得的半导体性单壁碳纳米管的长度较短。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以制备密度较大且长度较长的碳纳米管膜的制备方法。

一种碳纳米管膜的制备方法，包括以下步骤：

提供一生长基底，该生长基底具有相对设置的第一表面和第二表面，在该生长基底的第一表面设置有一催化剂层；

将设置有催化剂层的生长基底放入一反应室内；

在碳纳米管的生长温度下，向所述反应室内通入碳源气体和氢气开始生长碳纳米管，同时给所述生长基底施加一电场，该电场的电场方向由所述生长基底的第一表面指向第二表面；

当所述碳纳米管向远离生长基底的方向飞起来时，停止对所述生长基底施加电场，并继续向所述反应室内通入碳源气体和氢气生长碳纳米管；以及

停止通入碳源气体和氢气，使碳纳米管落在一接收基底上，获得一碳纳米管膜。

与现有技术相比，本发明在碳纳米管膜的生长过程中，仅在开始生长碳纳米管时施加一段时间的负电压，使碳纳米管向远离生长基底的方向飞起来即停止施加负电压，负电压形成电场的时间很短，如此短时间的电场扰动不会使金属性碳纳米管停止生长，更不会使半导体性单壁碳纳米管停止生长，而且由于碳纳米管飞起来生长，不会受生长基底的外力影响而落在生长基底上停止生长，因此所得到的碳纳米管膜的密度较大。另外，由于仅在开始生长碳纳米管时施加一段时间的负电压，碳纳米管向远离生长基底的方向飞起来即停止施加负电压，碳纳米管在随后的生长过程中不会受到电场扰动，可以生长较长的长度，可以达到厘米级。

附图说明

图1是本发明提供的碳纳米管膜的制备方法流程图。

图2是本发明提供的碳纳米管膜的制备方法的装置的结构示意图。

图3是本发明提供的碳纳米管膜的制备方法中给生长基底施加一负电压后，碳纳米管的生长示意图。

图4为不同负电压下，反映碳纳米管膜中碳纳米管的飞起率的柱状图。