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专利号: 2017106159937
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 晶体生长〔3〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法具体是按以下步骤完成的:一、刻蚀处理:

首先将金属基底浸入到酸中刻蚀3min~5min,然后将金属基底取出,以有机溶剂为清洗剂,在超声功率为80W~100W下超声清洗5min~10min,再以去离子水为清洗剂,在超声功率为80W~100W下超声清洗5min~10min,再使用氮气吹干,得到刻蚀处理的金属基底;将刻蚀处理的金属基底置于石英舟中,再将石英舟放入管式炉的反应区;

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二、向管式炉中以1000mL·min ~1500mL·min 的气体流量通入氮气10min~20min,再将氮气的流量调节至100mL·min-1~500mL·min-1,启动管式炉,将管式炉的反应区温度升温至700℃~800℃;

三、将管式炉的蒸发区温度加热至150℃~250℃,再在管式炉的反应区温度为700℃~-1

800℃、管式炉的蒸发区温度为150℃~250℃、管式炉内的氮气流量为100mL·min ~

500mL·min-1和常压的条件下,使用注射器抽取二茂铁和环己烷的混合液,再将注射器插入到管式炉的炉管中,利用微量注射泵将二茂铁和环己烷的混合液以0.05mL·min-1~

0.15mL·min-1的速度注射到管式炉的蒸发区进行反应,注射时间为30min~120min;

四、关闭管式炉,将氮气流量调节至100mL·min-1~200mL·min-1,在氮气流量为

100mL·min-1~200mL·min-1下将管式炉自然冷却至室温,再将石英舟取出,得到表面生长有碳纳米管阵列的金属基底,即完成一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法。

2.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤一中所述的酸为质量分数为35%~37%的盐酸、质量分数为65%~70%的硝酸和质量分数为50%~60%的硫酸中的一种或其中几种的混合液。

3.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤一中所述的金属基底为不锈钢。

4.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤一中所述的有机溶剂为无水乙醇或丙酮。

5.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤三中所述的二茂铁和环己烷的混合液中二茂铁的浓度为5mg·mL-1~25mg·mL-1。

6.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤二中向管式炉中以1000mL·min-1~1200mL·min-1的气体流量通入氮气10min~

15min,再将氮气的流量调节至100mL·min-1~200mL·min-1,启动管式炉,将管式炉的温度升温至700℃~750℃。

7.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤三中将管式炉的蒸发区温度加热至150℃~200℃,再在管式炉的反应区温度为700℃~750℃、管式炉的蒸发区温度为150℃~200℃、管式炉内的氮气流量为100mL·min-1~

200mL·min-1和常压的条件下,使用注射器抽取二茂铁和环己烷的混合液,再将注射器插入到管式炉的炉管中,利用微量注射泵将二茂铁和环己烷的混合液以0.05mL·min-1~-1

0.08mL·min 的速度注射到管式炉的蒸发区进行反应,注射时间为30min~60min。

8.根据权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤三中将管式炉的蒸发区温度加热至200℃~250℃,再在管式炉的反应区温度为750℃~800℃、管式炉的蒸发区温度为200℃~250℃、管式炉内的氮气流量为200mL·min-1~

300mL·min-1和常压的条件下,使用注射器抽取二茂铁和环己烷的混合液,再将注射器插入到管式炉的炉管中,利用微量注射泵将二茂铁和环己烷的混合液以0.08mL·min-1~

0.12mL·min-1的速度注射到管式炉的蒸发区进行反应,注射时间为60min~120min。

9.根据权利要求1或5所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法,其特征在于步骤三中所述的二茂铁和环己烷的混合液中二茂铁的浓度为20mg·mL-1~25mg·mL-1。

10.如权利要求1所述的一种在金属上直接生长碳纳米管阵列的简易方法制备的表面生长有碳纳米管阵列的金属基底的应用,其特征在于所述的表面生长有碳纳米管阵列的金属基底在金属表面自清洁、防腐蚀、防氧化、流动减阻或强化凝结换热领域中应用。