[发明专利]碳纤维膜的制备方法

说明书

一种碳纤维膜的制备方法，包括以下步骤：提供至少一生长基底，在每一生长基底的一表面生长一碳纳米管阵列；从每一碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜，将该碳纳米管膜穿过一反应室；给所述碳纳米管膜分别施加一负电压；以及同时向反应室内通入载气和碳源气体，并控制温度，使反应室内的每一碳纳米管膜形成一碳纤维膜。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维膜的制备方法，尤其涉及一种气相生长碳纤维膜的制备方法。

背景技术

气相生长碳纤维（Vapor Grown Carbon Fibers, VGCFs）具有较高的比强度、比模量和结晶取向度，而且具有良好的导电、导热等性能，有着一般有机系碳纤维所达不到的性能和用途。

气相生长碳纤维一般通过催化裂解烃类化合物，气相沉积在过渡金属如铁、钴、镍和其合金的超细微粒上而形成。气相生长碳纤维主要的制备方法是基体法。基体法是高温下把烃类和氢的混合气送入热解炉反应管中，管中预先放置了喷涂有催化剂金属颗粒的基板，CVD过程中基板上析出碳纤维。但是，基体法生产效率较低，无法实现碳纤维的连续、批量化生产。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以连续、批量化生长碳纤维膜的制备方法。

一种碳纤维膜的制备方法，包括以下步骤：提供一生长基底，在该生长基底的一表面生长一碳纳米管阵列；从所述碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜，将该碳纳米管膜穿过一反应室；给所述碳纳米管膜施加一负电压；以及同时向反应室内通入载气和碳源气体，并控制温度，使反应室内的碳纳米管膜形成一碳纤维膜。

一种碳纤维膜的制备方法，包括以下步骤：提供多个生长基底，在该多个生长基底的一表面分别生长一碳纳米管阵列；从每一碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜，将多个碳纳米管膜穿过一反应室；给所述多个碳纳米管膜分别施加一负电压；以及同时向反应室内通入载气和碳源气体，并控制温度，使反应室内的每一碳纳米管膜形成一碳纤维膜。

与现有技术相比，从一碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管膜，通过给碳纳米管阵列或者支撑轴施加负电压的方式给该碳纳米管膜施加一负电压，同时在该碳纳米管膜上外延生长石墨层，获得一碳纤维膜。本发明可以一边从碳纳米管阵列中拉取碳纳米管膜，一边给碳纳米管膜施加负电压，一边在该碳纳米管膜上外延生长石墨层，实现碳纤维膜的连续、批量化生产。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的碳纤维膜的制备方法的装置的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图3为本发明第一实施例提供的碳纳米管膜中电场方向的示意图。

图4为本发明提供的碳纤维膜中碳纤维的立体结构示意图。

图5为本发明提供的碳纤维膜的透射电镜照片。

图6为本发明第二实施例提供的碳纤维膜的制备方法的装置的结构示意图。

主要元件符号说明