[发明专利]一种混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法

权利要求书

1.一种混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，具体步骤如下：以氩气为载气，二茂铁、二茂镍或二茂钴为催化剂前驱体，硫粉或含硫有机物为生长促进剂；将化学气相沉积炉的温度升至1000～1200℃，将氩气流量调高至100～400毫升/分钟，同时通入氢气和碳源；其中，氢气的流量为100～400毫升/分钟；碳源为饱和气态烃与不饱和气态烃的混合碳源，饱和气态烃气体的流量为1～20毫升/分钟，不饱和气态烃气体的流量为0.2～5毫升/分钟；将二茂铁和硫粉同时推到反应炉的60～150℃温度区处，进行化学气相沉积生长碳纳米管纤维，生长时间为5～60分钟。

2.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，所生长单壁碳纳米管在气流作用下自组装形成空心圆筒状结构，在气流带动下流向低温区，通过在反应器末端安装卷绕装置，使其形成致密的单壁碳纳米管纤维。

3.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，混合碳源为甲烷与乙烷、乙烯、乙炔或丙烯的混合气体；甲烷气体的流量为1～10毫升/分钟，第二种碳源气体的流量为0.2～2毫升/分钟。

4.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，催化剂前驱体和生长促进剂的重量比为500～100：1，催化剂前驱体的挥发温度为60～150℃。

5.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，未经任何提纯处理的单壁碳纳米管原始样品的集中抗氧化温度达到780～840℃，非碳杂质重量百分含量<15％。

6.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，单壁碳纳米管原始样品的拉曼光谱具有高G模和低D模，G/D比大于300。

7.按照权利要求1所述的混合气态碳源制备单壁碳纳米管纤维的方法，其特征在于，单壁碳纳米管随载气连续流出反应区，实现单壁碳纳米管的高质量和连续制备。