[发明专利]碳纳米管阵列材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得片层结构的催化剂载体；

在550-1500℃条件下，采用化学气相沉积法在所述催化剂载体的片层之间生长初始碳纳米管，其中，所述化学气相沉积法的工作气体包括碳源；

将所述初始碳纳米管通过纯化炉进行高温纯化处理得碳纳米管阵列材料，其中，所述高温纯化的温度为900-3000℃；

所述纯化炉的炉腔内依次设置有用于预存所述初始碳纳米管的第一腔体、用于纯化所述初始碳纳米管的第二腔体和用于冷却纯化后的所述碳纳米管阵列材料的第三腔体，所述第一腔体与外界通过可开关的第一密封隔板隔开，所述第一腔体与所述第二腔体通过可开关的第二密封隔板隔开，所述第二腔体与所述第三腔体通过可开关的第三密封隔板隔开，所述第三腔体与外界通过可开关的第四密封隔板隔开；

且所述纯化炉设置有与所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体分别对应的第一抽真空装置、第二抽真空装置和第三抽真空装置，所述第一腔体抽至预定的真空度值后再将第一腔体内的所述初始碳纳米管输送至始终保持该预定的真空度值的第二腔体内，所述第三腔体抽真空后冷却纯化后的所述碳纳米管阵列材料。

2.如权利要求1所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂载体的制备过程为：

将金属盐溶于水中，混合制成均相溶液；

将片层基材置于所述均相溶液中，在25℃-300℃条件下加热30min-10h，然后在200℃-700℃条件下煅烧得到所述催化剂载体。

3.如权利要求2所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐中的金属元素为Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Na、W和稀土元素中的至少一种。

4.如权利要求2所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述片层基材为三氧化二铝、氧化镁、蛭石、云母、石墨、高岭土、蒙脱土、水滑石和石墨烯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述碳源为甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯、环己烷中的至少一种。

6.如权利要求1所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述初始碳纳米管依次经过所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体实现纯化，且所述初始碳纳米管在所述第二腔体内的纯化处理时间为2-20h。

7.如权利要求1-6任一所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述第一抽真空装置外设于所述第一腔体的顶端，且与所述第一腔体通过第一孔道连通；所述第二抽真空装置外设于所述第二腔体的顶端，且与所述第二腔体通过第二孔道连通，所述第三抽真空装置外设于第三腔体的顶端，且与所述第三腔体通过第三孔道连通。

8.如权利要求1-6任一所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述第一密封隔板、所述第二密封隔板、所述第三密封隔板和所述第四密封隔板均为石墨隔板。

9.如权利要求1-6任一所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述初始碳纳米管在流化床或移动床中生长，且所述初始碳纳米管生成后经自动分配装置待纯化的所述初始碳纳米管装入石墨容器，所述石墨容器被传送轨道传送进入所述纯化炉中进行纯化处理。

10.如权利要求1-6任一所述的碳纳米管阵列材料的制备方法，其特征在于，所述初始碳纳米管在移动床中生成，且所述初始碳纳米管生成后直接装入石墨容器中，然后经传送轨道传送进入所述纯化炉中进行纯化处理。