碳纳米管阵列
阅读：510发布：2020-05-11
专利汇可以提供碳纳米管阵列专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 碳 纳米管 阵列，该 碳纳米管 阵列表面具有一分割线，该分割线将所述 碳纳米管阵列 分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。本发明还涉及一种利用所述碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法。，下面是碳纳米管阵列专利的具体信息内容。
1.一种碳纳米管阵列，其特征在于，所述碳纳米管阵列具有一分割线，所述分割线由多个半圆弧依次相接而形成，彼此相接的两个半圆弧之间的直径的差值相等，所述分割线一端点分布在所述碳纳米管阵列内，且位于所述碳纳米管阵列的几何中心，所述多个半圆弧之间的直径构成一等差数列，且所述多个半圆弧中直径最小的半圆弧的直径与所述差值相等，该分割线的另一端延伸至所述碳纳米管阵列的边缘，该分割线将所述碳纳米管阵列分割成一个连续的碳纳米管带状结构，该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离，所述碳纳米管带状结构沿垂直于分割线延伸方向的宽度相等。
2.一种碳纳米管阵列，所述碳纳米管阵列具有一分割线，其特征在于，所述分割线至少一端点分布在所述碳纳米管阵列内，所述分割线为一沿该碳纳米管阵列中的中心点往外逐圈旋绕而成的螺旋线，由多个半圆弧依次相接而形成，所述多个半圆弧之间的直径构成一等差数列，该分割线将整个所述碳纳米管阵列分割成一个连续的碳纳米管带状结构，该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离，所述碳纳米管带状结构沿垂直于分割线延伸方向的宽度相等。
3.如权利要求2所述的碳纳米管阵列，其特征在于，所述碳纳米管带状结构沿分割线的延伸方向弯曲延伸。
4.如权利要求2所述的碳纳米管阵列，其特征在于，该分割线的一端延伸至所述碳纳米管阵列的边缘。
5.如权利要求2所述的碳纳米管阵列，其特征在于，所述分割线的长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度。
6.如权利要求1所述的碳纳米管阵列，其特征在于，所述多个半圆弧中直径最小的半圆弧的直径d与所述差值k相等，所述碳纳米管阵列的直径为所述差值k的n倍，n为自然数。
碳纳米管阵列
[0001] 本发明为公开号为CN102115070A的分案申请，原申请的申请日为2009年12月31日，申请号为200910239663.8，发明名称为碳纳米管阵列及用碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种碳纳米管阵列。
背景技术
[0003] 碳纳米管是一种由石墨烯片卷成的中空管状物。碳纳米管具有优异的力学、热学及电学性质，其应用领域非常广阔。例如，碳纳米管可用于制作场效应晶体管、原子力显微镜针尖、场发射电子枪、纳米模板等。上述技术中碳纳米管的应用主要是碳纳米管在微观尺度上的应用，操作较困难。因此，使碳纳米管具有宏观尺度的结构并在宏观上应用具有重要意义。
[0004] 为克服上述问题，范守善等人在2008年8月12日公开的第CN101239712号专利申请揭示了一种包括多个碳纳米管且具有宏观尺度的膜状结构及其制备方法。该碳纳米管膜状结构的制备方法主要包括以下步骤：阵列化碳纳米管以提供一平行排列的碳纳米管阵列；从所述碳纳米管阵列中沿一个方向抽出所述碳纳米管，获得一碳纳米管膜状结构。所述碳纳米管膜状结构的最大长度与所述碳纳米管阵列的最大宽度成正比。该碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。该碳纳米管膜状结构的最大长度为沿碳纳米管阵列的最大宽度方向拉伸出来的碳纳米管膜状结构的长度。然而，由于生长所述碳纳米管阵列的基底为一圆形硅片，而硅片制备工艺使得硅片的最大宽度如直径得到限制，因此，从所述碳纳米管阵列获得的碳纳米管膜状结构的长度有所限制。
发明内容
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管阵列及利用该碳纳米管阵列能够制备具有较长长度的碳纳米管结构的方法。
[0006] 一种碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列具有一分割线,所述分割线由多个半圆弧依次相接而形成，彼此相接的两个半圆弧之间的直径的差值相等，所述分割线一端点分布在所述碳纳米管阵列内，该分割线的另一端延伸至所述碳纳米管阵列的边缘，该分割线将所述碳纳米管阵列分割成一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。所述碳纳米管带状结构沿垂直于分割线延伸方向的宽度相等。
[0007] 一种碳纳米管阵列，所述碳纳米管阵列具有一分割线，其特征在于，所述分割线至少一端点分布在所述碳纳米管阵列内，该分割线将整个所述碳纳米管阵列分割成一个连续的碳纳米管带状结构，该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离，所述碳纳米管带状结构沿垂直于分割线延伸方向的宽度相等。
[0008] 与现有技术相比较，所述碳纳米管阵列表面具有一分割线，该碳纳米管阵列经所述分割线形成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，从而使得由所述碳纳米管阵列制备形成的碳纳米管结构如碳纳米管膜、碳纳米管线的最大长度取决于碳纳米管带状结构的最大长度，而该碳纳米管带状结构的最大长度能通过控制分割线的分布来控制，从而使得所述碳纳米管阵列能够获得具有较长长度的碳纳米管结构，从而摆脱所述碳纳米管阵列最大宽度的限制。附图说明
[0009] 图1是本发明实施例所提供的一种碳纳米管阵列设置于一基底上的结构示意图。
[0010] 图2是图1提供的一种碳纳米管阵列的俯视示意图。
[0011] 图3是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。
[0012] 图4是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。
[0013] 图5是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。
[0014] 图6是本发明实施例所提供的另一种碳纳米管阵列的俯视示意图。
[0015] 图7是一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的制备方法的流程示意图。
[0016] 图8是用图7中的制备方法制备一碳纳米管膜时制备示意图。
[0017] 图9是利用图7中的制备方法得到的碳纳米管膜扫描电镜照片。
[0018] 图10是利用图7中的制备方法得到的非扭转的碳纳米管线扫描电镜照片。
[0019] 图11是利用图7中的制备方法得到的非扭转的碳纳米管线扫描电镜照片。
[0020] 图12是另一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的制备方法的流程示意图。
[0021] 主要元件符号说明
[0022] 碳纳米管阵列 10
[0023] 分割线 110
[0024] 端点 120、130
[0025] 碳纳米管带状结构 140
[0026] 几何中心 150
[0027] 基底 20
[0028] 碳纳米管膜 30
[0029] 如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0030] 以下将结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0031] 请参阅图1及图2，本发明实施例提供的一种碳纳米管阵列10，该碳纳米管阵列10形成在一基底20表面。所述碳纳米管阵列10为一超顺排阵列，该碳纳米管阵列10包括多个碳纳米管大致平行排列且垂直于所述基底20表面，所述多个碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触。所述基底20可选用石英基底、P型或N型硅基底，或选用形成有氧化层的硅基底20。在本实施例中，所述基底20采用圆形硅基底20。
[0032] 所述碳纳米管阵列10具有一分割线110，该分割线110具有相对的两个端点120、130，该分割线110的一端点120延伸至所述碳纳米管阵列10的边缘上。所述分割线110将所述碳纳米管阵列10分割形成至少一个连续的碳纳米管带状结构140。为了后面的描述简便，将该碳纳米管带状结构140沿所述分割线110的延伸方向的尺度称为长度，所述碳纳米管带状结构140沿所述分割线110的法线方向的尺度为所述碳纳米管带状结构140的宽度。优选地，所述碳纳米管带状结构140的宽度大致相等，从而使由所述碳纳米管带状结构140制备的碳纳米管结构的宽度大致相等。所述碳纳米管带状结构140的最大长度大于所述碳纳米管阵列10的最大宽度，所述碳纳米管阵列10的最大宽度为碳纳米管阵列10外轮廓中距离最大的两个点之间的距离，即假设碳纳米管阵列10为垂直于基底20表面生长的，那么所谓碳纳米管阵列10的最大宽度为沿基底20表面上的距离最大的两个点之间的间距。在本实施例中，所述碳纳米管阵列10布满所述基底20表面，即该碳纳米管阵列10远离所述基底20的表面为一个圆形，该碳纳米管阵列10距离最大的两个点之间的距离为所述圆形的直径或该基底20的直径。从所述碳纳米管阵列10拉伸出来的碳纳米管结构的最大长度正比于所述碳纳米管带状结构140的最大长度，因此，当所述碳纳米管带状结构
140的最大长度大于所述的碳纳米管阵列10的最大宽度时，从该碳纳米管阵列10拉伸出来的碳纳米管结构的最大长度将大于从不具有分割线110的碳纳米管阵列10拉伸出来的碳纳米管结构的最大长度，从而突破碳纳米管结构的最大长度只能取决于碳纳米管阵列10的最大宽度的限制，获得具有较长长度的碳纳米管结构如碳纳米管膜30、碳纳米管线。理论上，所述碳纳米管带状结构140的最大长度主要取决于分割线110的分布，从而使所述碳纳米管结构的最大长度只取决于所述碳纳米管带状结构140的最大长度，而不取决于所述碳纳米管阵列10及生长该碳纳米管阵列10的基底20的最大宽度(如直径)的限制。
140的最大长度大于所述的碳纳米管阵列10的最大宽度时，从该碳纳米管阵列10拉伸出来的碳纳米管结构的最大长度将大于从不具有分割线110的碳纳米管阵列10拉伸出来的碳纳米管结构的最大长度，从而突破碳纳米管结构的最大长度只能取决于碳纳米管阵列10的最大宽度的限制，获得具有较长长度的碳纳米管结构如碳纳米管膜30、碳纳米管线。理论上，所述碳纳米管带状结构140的最大长度主要取决于分割线110的分布，从而使所述碳纳米管结构的最大长度只取决于所述碳纳米管带状结构140的最大长度，而不取决于所述碳纳米管阵列10及生长该碳纳米管阵列10的基底20的最大宽度(如直径)的限制。
[0033] 由于该碳纳米管阵列10中的碳纳米管的长度较小，该碳纳米管阵列10在宏观上为一薄膜结构，可定义所述碳纳米管阵列10远离所述基底20的表面的几何中心为所述碳纳米管阵列10的几何中心150。在本实施例中，所述分割线110中的一个端点130靠近所述碳纳米管阵列10的几何中心150，且该分割线110绕该几何中心150逐渐向外延伸。优选地，所述分割线110由多个半圆弧依次相接而形成，该多个半圆弧的圆心与所述几何中心150位于同一条直线，彼此相接的两个半圆弧之间的直径的差值k相等，所述多个半圆弧之间的直径构成一等差数列。当所述多个半圆弧中直径最小的半圆弧的直径d与所述差值k相等(d＝k)时，所述基底20表面的直径可为所述差值k的倍数n，即设定所述基底20表面的直径为D，则所述差值k等于D/n(k＝D/n)。通过此设置，可最大限度地使所述基底20表面的碳纳米管包含在所述碳纳米管带状结构140中。在所述基底20的最大长度一定的情况下，可通过控制所述差值k来控制所述碳纳米管带状结构140的最大长度。所述差值k越小，所述碳纳米管带状结构140的最大长度越长，从该碳纳米管带状结构140拉出的碳纳米管结构的最大长度就越长。在本实施例中，选择直径为4英寸的硅基底20，差值k为
0.4英寸，则所述碳纳米管带状结构140的最大长度大于30英寸，远大于所述基底20的最大长度。即理论上利用该碳纳米管带状结构140制备的碳纳米管结构如碳纳米管膜30、碳纳米管线的最大长度是直接从未具有分割线110的碳纳米管阵列10制备的碳纳米管结构的最大长度的7倍以上，从而突破碳纳米管阵列10的最大宽度或基底20的直径对碳纳米管结构的最大长度的限制。
0.4英寸，则所述碳纳米管带状结构140的最大长度大于30英寸，远大于所述基底20的最大长度。即理论上利用该碳纳米管带状结构140制备的碳纳米管结构如碳纳米管膜30、碳纳米管线的最大长度是直接从未具有分割线110的碳纳米管阵列10制备的碳纳米管结构的最大长度的7倍以上，从而突破碳纳米管阵列10的最大宽度或基底20的直径对碳纳米管结构的最大长度的限制。
[0034] 所述基底20及分割线110的形状并不局限于上述实施例列举的情况，如图3至图6所示，所述基底20可为圆形、方形或其他任意形状。所述分割线110包括直线、曲线或其组合；该分割线110的长度可大于所述基底20的最大长度或小于所述基底20的最大长度；
该分割线110可一端点延伸至所述碳纳米管阵列10边缘，也可两个端点均延伸至所述碳纳米管阵列10边缘，还可两个端点均分布在该碳纳米管阵列10内；该碳纳米管阵列10可包括一根或多根分割线110，只要满足使至少一条碳纳米管带状结构140的最大长度大于所述基底20的最大长度即可。具体地，图3中的分割线110为一条最大长度小于所述基底20或碳纳米管阵列10的最大宽度的直线，所述碳纳米管带状结构140的最大长度大致与图中虚线S的长度相当。图4中的分割线110为一条两端分别自所述碳纳米管阵列10表面边缘伸出的线，从而将所述碳纳米管阵列10分割成两个连续的碳纳米管带状结构140，该分割线110包括曲线与直线，其中一个碳纳米管带状结构140的最大长度与图中虚线S的长度相当。图5中的碳纳米管阵列10包括两条彼此平行的分割线110，分割形成至少一条沿垂直延伸方向的宽度相等的碳纳米管带状结构140。图6中的碳纳米管阵列10为方形阵列，该方形阵列包括两条并排蜿蜒的分割线110，从而得到一条宽度大致相等的碳纳米管带状结构。
该分割线110可一端点延伸至所述碳纳米管阵列10边缘，也可两个端点均延伸至所述碳纳米管阵列10边缘，还可两个端点均分布在该碳纳米管阵列10内；该碳纳米管阵列10可包括一根或多根分割线110，只要满足使至少一条碳纳米管带状结构140的最大长度大于所述基底20的最大长度即可。具体地，图3中的分割线110为一条最大长度小于所述基底20或碳纳米管阵列10的最大宽度的直线，所述碳纳米管带状结构140的最大长度大致与图中虚线S的长度相当。图4中的分割线110为一条两端分别自所述碳纳米管阵列10表面边缘伸出的线，从而将所述碳纳米管阵列10分割成两个连续的碳纳米管带状结构140，该分割线110包括曲线与直线，其中一个碳纳米管带状结构140的最大长度与图中虚线S的长度相当。图5中的碳纳米管阵列10包括两条彼此平行的分割线110，分割形成至少一条沿垂直延伸方向的宽度相等的碳纳米管带状结构140。图6中的碳纳米管阵列10为方形阵列，该方形阵列包括两条并排蜿蜒的分割线110，从而得到一条宽度大致相等的碳纳米管带状结构。
[0035] 请参阅图7及图8，一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列10制备碳纳米管结构的制备方法，其包括如下步骤。
[0036] 步骤S101，提供一碳纳米管阵列10，该碳纳米管阵列10具有至少一分割线110，将所述碳纳米管阵列10分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构140，该碳纳米管带状结构140的最大长度大于所述碳纳米管阵列10的最大宽度，所述最大宽度为碳纳米管阵列10中距离最大的两个点之间的距离。
[0038] 步骤S111，提供一平整基底。该基底可选用石英基底、P型或N型硅基底，或选用形成有氧化层的硅基底。所述基底的形状不限，可以为圆形、方形或多边形。在本实施例中，所述基底采用圆形硅基底。
[0040] 步骤S113，将上述形成有催化剂层的基底在700～900℃的空气中退火约30分钟～90分钟。
[0041] 步骤S114，将处理过的基底置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500～740℃，然后通入碳源气反应约5～30分钟，生长得到高度为200～400微米的碳纳米管阵列预制体。该碳纳米管阵列预制体为多个彼此平行且垂直于基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列预制体。可以理解，所述碳纳米管阵列预制体均匀分布在整个基底表面。在本实施例中，所述碳纳米管阵列预制体的为一圆形碳纳米管阵列10。通过上述控制生长条件，该碳纳米管阵列预制体中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。该碳纳米管阵列预制体中的碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触形成阵列。本实施例中碳源气可选用乙炔等化学性质较活泼的碳氢化合物，保护气体可选用氮气、氨气或惰性气体。
[0042] 步骤S115，在所述碳纳米管阵列预制体上刻蚀出所述分割线110，得到所述碳纳米管阵列10。通过激光等手段在该碳纳米管阵列预制体刻蚀不同种类的分割线110，可以得到不同种类的碳纳米管带状结构140。优选地，所述分割线110为一沿该碳纳米管阵列10中的一点往外逐圈旋绕而成的曲线，如螺旋线。在本实施例中，所述分割线110由多个半圆弧依次相接而形成，其中，奇数位的半圆弧相互同心设置，圆心为M1，偶数位的半圆弧相互同心设置，圆心为M2。彼此相接的两个半圆弧之间的直径的差值k相等，所述多个半圆弧之间的直径构成一等差数列。当所述多个半圆弧中直径最小的半圆弧的直径k与所述差值k相等(d＝k)时，所述基底20表面的直径可为所述差值k的倍数n，即设定所述基底20表面的直径为L，则所述差值k等于L/n。通过此设置，可最大限度地使所述基底20表面的碳纳米管包含在所述碳纳米管带状结构140中。在所述基底20的最大宽度一定的情况下，可通过控制所述差值k来控制所述碳纳米管带状结构140的长度。所述差值k越小，所述碳纳米管带状结构140的最大长度越长，从该碳纳米管带状结构140拉出的碳纳米管结构的最大长度就越长。在本实施例中，选择直径为4英寸的硅基底20，差值k为0.4英寸，则所述碳纳米管带状结构140的最大长度大于30英寸，远大于所述基底20的最大宽度。即理论上利用该碳纳米管带状结构140制备的碳纳米管结构如碳纳米管膜30、碳纳米管线的最大长度是直接从未具有分割线110的碳纳米管阵列10制备的碳纳米管结构的最大长度的7倍以上，从而突破碳纳米管阵列10的最大宽度或基底20的直径对碳纳米管结构的最大长度的限制。
[0043] 步骤S102，从上述碳纳米管带状结构140靠近所述分割线110的一个端点的一端选定一定宽度的多个碳纳米管。所述一定宽度的多个碳纳米管为碳纳米管阵列10的一部分。本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或表面涂敷有粘胶的工具等拉伸工具接触碳纳米管阵列10以选定一定宽度的多个碳纳米管。
[0044] 步骤S103，以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列10生长方向拉伸该多个碳纳米管，以形成一连续的碳纳米管膜30。请参阅图8，所述碳纳米管膜30与所述碳纳米管阵列10在相交的位置形成有一平行于所述基底20表面的交界线AB。该交界线AB与所述切割线至少具有一个交点A。在拉伸所述碳纳米管膜30时，所述拉伸工具与所述碳纳米管阵列10相对转动，使拉膜方向或沿碳纳米管膜30的延伸方向与所述切割线在该交点A的切线的夹角的角度基本相等，即所述切割线在该交点A或交点B的法线与所述交界线AB的夹角恒定。在本实施例中，所述拉伸工具的运动轨迹垂直于连接于所述圆心M1与M2的一基准线，而所述碳纳米管阵列10依次沿圆心M1与M2转动。具体体，所述碳纳米管阵列10第一次转动时转动360，然后往该拉伸工具的方向移动固定距离，该固定距离为所述两个圆心M1与M2之间的距离。此后，每转过180度，即每转到一个半圆弧，所述所述碳纳米管阵列10往该拉伸工具的方向移动固定距离，直到碳纳米管带状结构140中的所有碳纳米管全部被拉伸完，所述固定距离为两个圆心M1与M2之间的距离。从而使得所述拉伸工具的的运动轨迹垂直于切割线在该交点A的法线，使所述交界线AB与所述分割线110具有两个交点A、B时长度为定值，即所述碳纳米管膜30沿垂直于延伸方向的宽度在该交界线AB与所述分割线110具有两个交点A、B时为定值。可以理解，大部分碳纳米管膜30在被拉伸时，交界线AB与所述分割线110具有两个交点A、B，即大部分的碳纳米管膜30的宽度为定值。在本实施例中，所述交界线AB与切割线在交点A的法线基本重合。
[0045] 请参阅图9，所述碳纳米管膜30是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向排列。所述择优取向是指在碳纳米管膜30中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜30的表面。进一步地，所述碳纳米管膜30中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜30中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜30中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜30中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜30不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜30置于(或固定于)间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜30能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜30中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。
[0046] 具体地，所述碳纳米管膜30中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜30的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。
[0047] 可以理解的，本发明的所述碳纳米管结构的制备方法完成上述步骤S103之后还可以进一步包括如下步骤：
[0048] 步骤S104，将拉出的碳纳米管膜30经过处理形成一碳纳米管线。所述碳纳米管膜30的处理方法包括用挥发性有机溶剂浸润处理或机械扭转处理。所述挥发性有机溶剂浸润处理可通过试管将有机溶剂滴落在碳纳米管膜30表面浸润整个碳纳米管膜30，或者，也可将上述形成有碳纳米管膜30的固定框架整个浸入盛有有机溶剂的容器中浸润。该挥发性有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本实施例中采用乙醇。所述有机溶剂在挥发时产生的张力使所述碳纳米管膜30收缩形成所述碳纳米管线。请参阅图10，通过挥发性有机溶剂浸润处理所得到的碳纳米管线为一非扭转的碳纳米管线，该非扭转的碳纳米管线包括多个沿碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管。具体地，该非扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿碳纳米管线轴向择优取向排列。所述机械扭转处理可通过采用一机械力将所述碳纳米管拉膜两端沿相反方向扭转。请参阅图11，通过机械扭转处理而得到的碳纳米管线为一扭转的碳纳米管线，该扭转的碳纳米管线包括多个绕碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。具体地，该扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿碳纳米管线轴向呈螺旋状延伸。可以理解，也可以对获得的碳纳米管膜30同时或者依次进行有机溶剂挥发性有机溶剂浸润处理或机械扭转处理来获得扭转的碳纳米管线。在本实施例中，由于大部分碳纳米管膜30的宽度为定值，因此大部分所述碳纳米管线的直径为定值，通过切割等手段可得到直径为定值的碳纳米管线。
[0049] 请参阅图12，另一种利用本发明实施例所提供的碳纳米管阵列10制备碳纳米管结构的制备方法，其包括如下步骤。
[0050] 步骤S201，提供一碳纳米管阵列10，该碳纳米管阵列10具有至少一分割线110，将所述碳纳米管阵列10分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构140，所述碳纳米管阵列10的最大宽度为碳纳米管阵列10中距离最大的两个点之间的距离，该碳纳米管带状结构140的最大长度大于所述碳纳米管阵列10的最大宽度。
[0051] 所述碳纳米管阵列10可通过如下步骤制备。
[0052] 步骤S211，提供一平整基底20。
[0053] 步骤S222，在基底20表面形成一催化剂层，该催化剂层为一最大长度大于所述基底表面的最大宽度的带状催化剂结构。所述带状催化剂结构可通过在所述催化剂层刻蚀出所述分割线而形成。
[0054] 步骤S223，将上述形成有带状催化剂结构的基底在700～900℃的空气中退火约30分钟～90分钟。
[0055] 步骤S224，将处理过的基底20置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500～740℃，然后通入碳源气反应约5～30分钟，生长得到高度为200～400微米的碳纳米管带状结构140，该碳纳米管带状结构140与所述分割线110一起形成一碳纳米管阵列10。
[0056] 步骤S202，从上述碳纳米管带状结构140靠近所述分割线110的一个端点的一端选定一定宽度的多个碳纳米管。
[0057] 步骤S203，以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列10生长方向拉伸该多个碳纳米管，以形成一连续的碳纳米管膜。
[0058] 可以理解的，本发明的所述碳纳米管结构的制备方法完成上述步骤S203之后还可以进一步包括如下步骤：
[0059] 步骤S204，将拉出的碳纳米管膜经过处理形成一碳纳米管线。
[0060] 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 碳纳米管阵列及用碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法 | 2020-05-11 | 112 |
| 碳纳米管阵列传感器及其制备方法 | 2020-05-12 | 156 |
| 制备碳纳米管悬壁梁阵列的方法 | 2020-05-12 | 422 |
| 碳纳米管阵列的制备方法 | 2020-05-13 | 607 |
| 碳纳米管阵列的制备方法 | 2020-05-13 | 768 |
| 一种碳纳米管阵列的生长方法 | 2020-05-13 | 352 |
| 碳纳米管阵列结构及其制备方法 | 2020-05-13 | 221 |
| 作为电极的垂直对齐的碳纳米管阵列 | 2020-05-14 | 878 |
| 碳纳米管阵列制作方法 | 2020-05-11 | 135 |
| 一种制备垂直阵列碳纳米管的方法 | 2020-05-11 | 324 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈