[发明专利]一种金属丝辅助化学气相沉积制备碳纳米管阵列的方法

权利要求书

1.一种金属丝辅助化学气相沉积制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于以下过程：

(1)在平面基底表面形成过渡金属催化剂/钝化层催化剂体系。

(2)将附有过渡金属催化剂/钝化层的平面基底，置于真空体系中，以氢气为载气，以一定功率激发金属丝并向还原的金属催化剂沉积第二相金属，形成第二相金属/催化剂/钝化层体系。

(3)通入碳源气体，利用化学气相沉积法在上述制得的第二相金属/催化剂/钝化层体系上生长碳纳米管阵列。

2.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，所述的平面平面基底为抛光硅片、氧化硅片、石英片或金属箔片。

3.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，步骤(1)中，负载过渡金属催化剂/钝化层的方法选用旋涂或喷涂溶液、热蒸发沉积、磁控溅射或电子束蒸发镀膜方法完成。

4.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，所述的过渡金属催化剂为金属铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)的其中一种。

5.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，所述的钝化层为氧化铝(Al₂O₃)，氧化镁(MgO)，氧化锆(CrO)，氧化硅(SiO₂)，二氧化钛(TiO₂)的其中一种。

6.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，所述的金属丝熔点不低于900℃，为金属钨(W)丝、钼(Mo)丝、铌(Nb)丝、钽(Ta)、钆(Gd)丝等的其中一种。

7.根据权利要求5所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，金属丝的工作功率范围为5～500W，处理时间为0.5～30min，调控第二相金属的沉积含量，形成第二相金属/过渡金属催化剂/钝化层催化体系，获得在高温下具有稳定结构的催化剂。

8.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，碳源气体可以为乙炔、甲烷、乙醇、苯的其中一种。

9.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，化学气相沉积制备碳纳米管阵列反应温度为600～900℃。

10.根据权利要求1所述的制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于，化学气相沉积系统压力为1～100torr；载气氢气的流量为100～2000sccm。