[发明专利]制备非晶空心碳球的一种方法

权利要求书

1.使用等离子体增强化学气相沉积技术，在甲烷/氢气的气氛下制备出非晶空心碳球的一种方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

步骤A：1g Mg(NO₃)₂·6H₂O和1g Ni(NO₃)₂·6H₂O溶于50ml乙醇中，1g Co(NO₃)₃和1g Mg(NO₃)₂·6H₂O 溶于50ml乙醇中，分别制备出不同浓度、物质的溶液；将清洗干净的各硅片放入反应室，然后用胶头滴管将不同的催化剂溶液分别滴在不同硅片（100）上，直到溶液铺满整个硅片为止，步骤B：在甲烷和氢气的等离子体中，进行化学气相沉积，步骤C：反应结束后，停止通入甲烷，通保护气体氢气，冷却至室温。

2.如权利要求书1所述的气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，在步骤A中，所使用的催化剂 Mg(NO₃)₂·6H₂O/1g Ni(NO₃)₂·6H₂O或Co(NO₃)₃/ Mg(NO₃)₂·6H₂O。

3.如权利要求书1所述的制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，在步骤A中负载催化剂薄膜的衬底，选自SiO₂或Si等常用衬底材料。

4.如权利要求书1所述的气氛下制备非晶空心碳球颗粒的方法，其特征在于，在步骤B中，反应温度在650-750℃。

5.如权利要求书1所述的在气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，在步骤B中的化学气相沉积阶段，碳源气体选自烃类，优选气体为甲烷。

6.如权利要求书1所述的在沉积气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，在步骤B和C的化学气相沉积和冷却阶段，使用了氢气作为反应气体和冷却气体。

7.如权利要求书1所述的在沉积气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，甲烷和氢气的流量配比为80：20，单位为sccm(standard cubic centimeter per minute 标准状态毫升/分)。

8.如权利要求书1所述的气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，使用PECVD（plasma enhanced chemical vapor deposition，等离子体增强化学气相沉积）作为制备非晶空心碳球的反应设备，使甲烷气体、氢气在射频电源的作用下离化、分解成为等离子体，从而进行复杂的化学反应，最终沉积在Si衬底上形成非晶空心碳球。

9.如权利要求书1所述的在气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，得到的非晶空心碳球，通过扫描和透射电镜观察，从图中可以看出，碳球直径在100-800nm之间，分散在弯曲的碳纳米管丛中；从图中还可以看出，用PECVD方法制备出来的碳球表面比较光滑，没有裂纹，球为非晶态。

10.如权利要求书1所述的沉积气氛下制备非晶空心碳球的方法，其特征在于，我们所制备的样品是碳球分布在碳纳米管丛中，通过拉曼光谱分析，所以，碳球和碳纳米管对拉曼峰都有贡献，它们的主要拉曼特征峰位于1346cm^?1（D带）和1590cm^?1（G带），D带和G带的相对强度（I_D/I_G）可以反映出样品的无序程度和缺陷密集度，从上述的分析，可以得出所制备的样品无序度高。