[发明专利]一种在金属集流器上原位生长碳纳米管阵列的方法

权利要求书

1.一种在金属集流器上原位生长碳纳米管阵列的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)制备具有催化剂层/缓冲层/金属箔三层结构的基底；

b)采用热CVD法在上述基底上原位生长碳纳米管阵列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)包括如下操作：在金属箔上采用电子束蒸发法依次沉积缓冲层和催化剂层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行电子束蒸发沉积的工艺参数如下：在常温、5.0×10^-8mbar压强下以0.05nm/s的速率进行沉积。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述金属箔的纯度大于99.95%，厚度为20μm；所述催化剂层的厚度为0.9～17nm；所述缓冲层的厚度为12～50nm。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述金属箔为钽箔、铜箔或铝箔；所述催化剂层材料为铁；所述缓冲层材料为氧化铝。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)包括如下操作：

①将具有催化剂层/缓冲层/金属箔三层结构的基底放入CVD炉中央加热区，并在氩气气氛保护下升温至550～750℃；

②关闭氩气抽真空，然后通入氢气，在纯氢气气氛下进行热处理，使催化剂层还原、裂解并聚集成液态颗粒；

③在氢气、乙炔和氩气的混合气氛下生长碳纳米管阵列；

④生长完毕，在氩气保护下降温至室温。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：操作①中的升温速率为5～20℃/min。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：操作②中的氢气流速为30～80sccm，压强为0.2～1.0MPa，热处理时间为5～15分钟。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述混合气氛中的氢气与乙炔的体积比为10:1～1:1。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：操作③中的混合气体的流速为150～250sccm，压强为0.2～1.0MPa，生长时间为10～120分钟。