[发明专利]一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒，其特征在于所述电极材料是在氩气和氢气的混合气氛下对硅纳米颗粒进行化学气相沉积，再经等离子体气相沉积碳层，然后浮动催化剂法生长碳纳米管后制得的。

2.如权利要求1所述的一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、在氩气和氢气的混合气氛下，对硅纳米颗粒进行化学气相沉积；

步骤二、然后等离子体气相沉积碳层；

步骤三、再利用浮动催化剂法生长碳纳米管，即得到碳-碳纳米管-硅纳米颗粒。

3.根据权利要求2所述一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤一中化学气相沉积的工艺参数：混合气体的流量为5sccm～100sccm，气体压强为0.1Torr～1Torr，氢气占混合气体总体积的5％，温度为350℃～900℃，沉积时间为1min～30min。

4.根据权利要求2所述一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤一中化学气相沉积的工艺参数：混合气体的流量为50sccm，气体压强为0.5Torr，氢气占混合气体总体积的5％，温度为500℃，沉积时间为10min。

5.根据权利要求2所述一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤二中等离子体气相沉积碳层是通过下述步骤完成的：升温，直至温度达到350℃～900℃后，通入CO₂和CH₄气体，其中，Ar-H₂混合气体的气体流量控制在1sccm～100sccm，CO₂的气体流量控制在1sccm～100sccm，CH₄的气体流量控制在1sccm～100sccm，调整总气体的压强为0.1Torr～1Torr，然后在等离子体射频电源功率为10W～200W的条件下，进行沉积1min～30min，Ar-H₂混合气体中氢气占混合气体总体积的5％。

6.根据权利要求2所述一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤二中等离子体气相沉积碳层是通过下述步骤完成的：升温，直至温度达到500℃后，通入CO₂和CH₄气体，其中，Ar-H₂混合气体的气体流量控制在10sccm，CO₂的气体流量控制在1sccm，CH₄的气体流量控制在90sccm，调整总气体的压强为1Torr，然后在等离子体射频电源功率为200W的条件下，进行沉积10min，Ar-H₂混合气体中氢气占混合气体总体积的5％。

7.根据权利要求2所述一种碳-碳纳米管-硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤三中利用浮动催化剂法生长碳纳米管是通过下述步骤完成的：以Ar-H₂混合气体作为载气，Ar-H₂混合气体中氢气占混合气体总体积的5％，将催化剂带入反应区，持续1min～20min，然后通入CO₂和CH₄气体，将Ar-H₂混合气体的气体流量控制在1sccm～100sccm，CO₂的气体流量控制在1sccm～100sccm，CH₄的气体流量控制在1sccm～100sccm，调整总气体的压强为0.1Torr～1Torr，然后在等离子体射频电源功率为50W～500W的条件下，进行沉积1min～30min，沉积结束后，关闭射频电源，在Ar-H₂的气氛下冷却到室温。