[发明专利]超强碳纳米管管束及其制备方法和包含该超强碳纳米管管束的器件或装置

权利要求书

1.一种超强碳纳米管管束，其特征在于，所述碳纳米管管束是由多根取向一致，结构连续的超长碳纳米管组成；

其中，所述超长碳纳米管的直径为0.7～5nm，长度为1mm～100cm，数量为2～50,000,000CNTs/束。

2.根据权利要求1所述的超强碳纳米管管束，其特征在于，所述碳纳米管管束是由初始应力相近的多根超长碳纳米管组成。

3.权利要求1或2所述的超强碳纳米管管束的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(a)将负载有催化剂、且带有狭槽的生长基底以及引流件置于反应器中；

(b)向反应器中通入还原气体；

(c)通入碳源气体和载气混合气体，并加热反应；

(d)通入还原性气体，并将反应体系降温，得到超长碳纳米管管束；

(e)将表面生长有超长碳纳米管管束的生长基底取出，将生长基底的狭槽处悬空的超长碳纳米管管束以探针支撑；然后，对超长碳纳米管管束进行预处理，并通过碳纳米管的自发弛豫收缩自组装，调整其所包含的多根超长碳纳米管的初始应力至近乎一致，即得超强碳纳米管管束。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引流件设置于生长基底的两侧。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引流件为楔形、圆柱形、棱锥性或者棱柱形中的一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述引流件为石英、陶瓷、蓝宝石或者硅材质引流件。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中所述催化剂为Fe、Mo、Co、Cu或Ni中的单一金属，或者两种及以上金属的合金/混合催化剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂通过按压、光刻蚀、旋涂、蒸镀或者管壁预沉积负载于所述生长基底。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中所述加热反应的温度为800～1200℃，温度波动范围≤±1℃。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，加热反应过程中，反应体系内压力为恒正压，压力波动范围≤±1Pa。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述碳源气体为高纯气体，且硫化物浓度＜0.3μL/L，砷化物浓度＜0.3μL/L。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，加热反应过程中，反应气流为截面上均匀分布的稳定气流，径向扰动≤±3mm。

13.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)中所述预处理为破断、松弛或者抖动。

14.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述调整的对象为纤维束、绳、带、膜或者纸中的至少一种。

15.包含权利要求1或2所述超强碳纳米管管束的器件或装置。