[发明专利]铜基体上直接生长竖直状纳米碳纤维阵列的方法

摘要

本发明公开了一种铜基体上直接生长竖直状纳米碳纤维阵列的方法，属于碳纳米材料的制备技术。该方法过程包括：配制不同浓度的Ni/Y催化剂溶液，对铜片进行氩气等离子体预处理，将铜片在以上溶液中浸渍、真空干燥，然后将铜片放在反应炉中通入乙炔、氩气和氢气的混合气体，进行催化裂解反应，在铜片表面得到竖直状纳米碳纤维阵列。本发明的优点在于，采用电子工业中常用的Cu材为基体，通过控制基体的预处理方式、催化剂的掺杂及生长工艺等，在不添加任何扩散阻断层的情况下直接在铜基体上生长出了质量好、纯度高和形貌良好的得竖直状纳米碳纤维阵列，而且制备过程和设备简单，易于实现和推广。

主权项

一种铜基体上直接生长竖直状纳米碳纤维阵列的方法，其特征在于包括以下过程：1)将铜基体进行抛光后，分别用去离子水、丙酮和乙醇超声清洗，然后在温度25‑30℃下干燥，并进行氩气等离子处理0.5‑3min；2)按镍与钇的摩尔比为(1‑5)∶1，将硝酸镍和硝酸钇加入去离子水中，配制0.01‑0.05mol/L硝酸镍和硝酸钇的溶液；3)将步骤1)处理的铜基体置入步骤2)的溶液中，浸渍20‑40秒，经真空干燥箱中在80‑100℃下干燥1‑4小时，将其放入石英舟中，在石英反应管的恒温区，在氩气保护下以升温速率10℃/min升至温度200‑400℃，恒温煅烧1‑4小时，得到了负载有催化剂的铜基体；4)将步骤3)所制得的负载有催化剂的铜基体铺展在石英舟中，将石英舟置于石英反应管恒温区，在氩气保护下，以升温速率10℃/min石英反应管升至温度500℃‑750℃后，以流速为200‑350mL/min向石英反应管通入氩气、氢气和乙炔气的混合气进行催化裂解反应0.2h‑1h，其中，氩气、氢气和乙炔气的体积比为(100‑300)∶(20‑150)∶(5‑100)，然后在氩气氛围下将炉温降至室温，得到铜基体上生长的竖直状纳米碳纤维阵列。