[发明专利]一种高光学吸收碳纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高光学吸收碳纳米材料，其特征在于，包括：碳黑和通过化学气相沉积法在碳黑表面生长的具有陷光能力的碳纳米墙，利用墙体之间间隙结构实现对光的吸收；

所述碳黑粒径为1000-3000nm；

所述的化学气相沉积法所用装置为管式射频-等离子增强化学气相沉积系统；

所述的碳纳米墙垂直均匀生长在碳黑表面，并将碳黑包覆于内部；所述的碳纳米墙垂直高度为200-2000nm，厚度为0.3-3nm，墙体之间间隔距离为100-1500nm。

2.一种基于权利要求1所述高光学吸收碳纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将干燥的碳黑颗粒均匀地平铺在石英舟中，并将石英舟放置于化学气相沉积系统的石英管加热区中，随后对化学气相沉积系统抽真空；

S2：在化学气相沉积系统中通入还原性气体氢气，氢气流量为10-100sccm，并升温至650-800℃，在该温度下保温30-60分钟；

S3：调节射频装置功率为200-800W，在保持步骤S2的温度和氢气流量下，通入碳源气体和惰性气体，进行碳纳米墙的生长，生长时间为0.5-3小时；

S4：生长结束后，先关闭碳源气体，降至室温，然后再关闭氢气和惰性气体，取出样品。

3.如权利要求2所述的高光学吸收碳纳米材料制备方法，其特征在于，步骤S3中，碳源气体为甲烷、乙烷、乙炔、乙烯中的一种或多种，其流量为10-100sccm；惰性气体为氩气、氮气、氦气中的一种或多种，其流量为10-100sccm。

4.如权利要求3所述的高光学吸收碳纳米材料制备方法，其特征在于，

步骤S1中，将干燥的碳黑颗粒均匀地平铺在石英舟中,并将石英舟放置于化学气相沉积系统的石英管加热区中，随后对沉积装置抽真空，碳黑平均粒径为1000nm；

步骤S2中，在沉积装置通入还原性气体氢气，流量为30sccm，并升温至700℃，在该温度下保温40分钟；

步骤S3中，调节射频装置功率为300W，在保持步骤S2的温度和氢气流量下，通入30sccm甲烷和30sccm氩气，进行碳纳米墙的生长，生长时间为0.5小时。

步骤S4中，生长结束后，先关闭甲烷，降至室温，然后再关闭氢气和氩气，取出样品。

5.如权利要求3所述的高光学吸收碳纳米材料制备方法，其特征在于，

步骤S1中，将干燥的碳黑颗粒均匀地平铺在石英舟中,并将石英舟放置于化学气相沉积系统的石英管加热区中，随后对沉积装置抽真空，碳黑平均粒径为2000nm；

步骤S2中，在沉积装置通入还原性气体氢气，流量为30sccm，并升温至700℃，在该温度下保温40分钟；

步骤S3中，调节射频装置功率为300W，在保持步骤S2的温度和氢气流量下，通入30sccm甲烷和30sccm氩气，进行碳纳米墙的生长，生长时间为0.5小时；

步骤S4中，生长结束后，先关闭甲烷，降至室温，然后再关闭氢气和氩气，取出样品。

6.如权利要求3所述的高光学吸收碳纳米材料制备方法，其特征在于，

步骤S1中，将干燥的碳黑颗粒均匀地平铺在石英舟中,并将石英舟放置于化学气相沉积系统的石英管加热区中，随后对沉积装置抽真空，碳黑平均粒径为2000nm；

步骤S2中，在沉积装置通入还原性气体氢气，流量为30sccm，并升温至700℃，在该温度下保温40分钟；

步骤S3中，调节射频装置功率为300W，在保持步骤S2的温度和氢气流量下，通入30sccm甲烷和30sccm氩气，进行碳纳米墙的生长，生长时间为1小时；

步骤S4中，生长结束后，先关闭甲烷，降至室温，然后再关闭氢气和氩气，取出样品。

7.如权利要求3所述的高光学吸收碳纳米材料制备方法，其特征在于，

步骤S1中，将干燥的碳黑颗粒均匀地平铺在石英舟中,并将石英舟放置于化学气相沉积系统的石英管加热区中，随后对沉积装置抽真空，碳黑平均粒径为2000nm；

步骤S2中，在沉积装置通入还原性气体氢气，流量为30sccm，并升温至700℃，在该温度下保温40分钟；

步骤S3中，调节射频装置功率为300W，在保持步骤S2的温度和氢气流量下，通入30sccm甲烷和30sccm氩气，进行碳纳米墙的生长，生长时间为2小时；

步骤S4中，生长结束后，先关闭甲烷，降至室温，然后再关闭氢气和氩气，取出样品。