[发明专利]由金属颗粒催化生长单壁碳质毫微管

权利要求书

1.一种制备单壁碳质毫微管的方法，它包括：

在保持高温的反应区中提供惰性表面载体上的活性纳米级颗粒状过渡金属催化剂；

在令直径足够大至催化产生多壁碳质毫微管的催化剂颗粒失活的条件下，向所述反应区提供气相含碳化合物；

使反应区中的所述气相含碳化合物与载体上的小直径活性催化剂颗粒接触，所述载体上的小直径活性催化剂颗粒催化产生出单壁碳质毫微管。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于从催化剂载体表面上生长出单根单壁碳质毫微管。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于毫微管以平行管成束的形式从载体表面上生长出来。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述束中有30％的毫微管是单壁碳质毫微管。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述束中有70％的毫微管是单壁碳质毫微管。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述束中毫微管的外径约在0.5-3纳米的范围内。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过限制对加热的催化剂颗粒供碳量来实现会催化多壁毫微管生长的催化剂颗粒失活。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一种含碳气体选自CO、C₂H₄，及其组合。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属颗粒选自VIB族过渡金属如铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、VIIIB族过渡金属如铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)和铂(Pt)，以及包含任一种这些金属的混合物。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述金属颗粒包含至少两种所列的金属。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述至少一种含碳气体中较低浓度的碳使得所述单壁碳质毫微管中的每个碳原子具有足够的时间退火至其最低能量的构型。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述载体包括平的氧化铝片。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述固态催化剂载体是多孔的，所述含碳气体能够透过。

14.如权利要求1或权利要求13所述的方法，其特征在于所述金属颗粒分布在所述载体上，促进所述含碳气体达到生长着的单壁毫微管。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述金属颗粒分布得在颗粒之间有清晰间距。