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公开(公告)号：CN112575411B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202011365820.2
申请日：2020-11-29
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： D01F9/12
摘要： 本发明涉及高性能碳纳米管纤维制备领域，具体为一种具有高强度、高导电性单壁碳纳米管纤维的湿法纺丝制备方法。以高质量、高长径比的单壁碳纳米管为原料，获得单壁碳纳米管液晶溶液。在纺丝过程中，对预成型单壁碳纳米管纤维施加速度可控的剪切力，使纤维中的碳纳米管高度定向及致密化，从而提高纤维性能。本发明通过使用窄直径、大长径比针尖毛细管，结合挤出速率调控，对挤出的单壁碳纳米管液晶溶液施加剪切力，使单壁碳纳米管高度取向并致密化，实现大幅提升单壁碳纳米管纤维的导电性与强度。
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公开(公告)号：CN112485296B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN201910857326.9
申请日：2019-09-11
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： G01N27/00 , H01L31/028 , H01L31/074
摘要： 本发明涉及气体传感器技术，具体为一种基于单壁碳纳米管的自供能气体传感器的制备方法。利用浮动催化剂化学气相沉积法制备并收集高质量单壁碳纳米管薄膜，直接转移担载于柔性透明基体上，以单壁碳纳米管作为气体敏感元件，以单壁碳纳米管薄膜/硅异质结制备太阳能光伏电池，再将电极材料，如：铜、金、银、铝等金属或碳纳米管、石墨烯、ITO等非金属，以磁控溅射、热蒸发、电镀、银胶等方式连接，即完成基于单壁碳纳米管的自供能气体传感器的组装。本发明实现了小而轻、高性能自供能气体传感器的制备，并可进一步通过优化设计集成柔性可弯折的自供能气体传感器，突破了目前金属氧化物气体传感器在柔性、重量、能耗、供能等方面的局限性。
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公开(公告)号：CN112210849B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202010977663.4
申请日：2020-09-17
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： D01F9/12 , C01B32/174
摘要： 本发明涉及碳纳米管纤维制备领域，具体为一种具有高导电性单壁碳纳米管纤维的制备方法。采用浮动催化剂化学气相沉积法制备具有高质量、大长径比的单壁碳纳米管。使用过氧化氢对高质量单壁碳纳米管进行预分散。使用氯磺酸溶解单壁碳纳米管制备出单壁碳纳米管液晶，将单壁碳纳米管液晶注射进入丙酮凝固浴中得到成型的单壁碳纳米管纤维。本发明使用过氧化氢对浮动催化剂化学气相沉积法制备的高质量单壁碳纳米管进行预分散，再使用氯磺酸分散单壁碳纳米管获得定向排列的碳纳米管液晶，规避了传统单壁碳纳米管分散工艺中的超声处理对碳纳米管结构的破坏，同时提高了纤维中碳纳米管的定向性和密实化程度，促进了电子的定向运输。
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公开(公告)号：CN109437157B
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN201811447415.8
申请日：2018-11-29
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , C01B32/159 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及碳纳米管的控制制备技术领域，具体为一种单壁碳纳米管的浮动催化剂化学气相沉积方法。以氢气为载气、过渡金属为催化剂、硫为生长促进剂，在反应体系中引入痕量水蒸气，提高生长区内金属颗粒催化剂的催化效率及延长催化剂的寿命，实现高纯度、高结晶度单壁碳纳米管的高效生长。在优化条件下，碳源转化效率极高，可达25％；制得碳纳米管的直径均一、结晶度高，最高集中抗氧化温度达816℃；残余催化剂杂质极少，催化剂的含量低于1.1wt％。本发明方法兼具制备工艺的高效率和产物的高质量，为高质量单壁碳纳米管的宏量制备乃至产业化发展提供一条有效途径，对高质量单壁碳纳米管的规模化应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN113881228A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111062224.1
申请日：2021-09-10
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及功能复合材料领域，具体为一种高导热碳素纤维复合材料及其制备方法。以碳素纤维作为高取向热输运网络的主要构筑单元，以具有自组装特性且与碳素纤维具有相似晶格结构的氧化石墨烯作为桥联剂，通过冰模板法或水热还原组装构筑碳素纤维与氧化石墨烯三维互联、且在某一特定方向高度取向排列的自支撑网络结构，与聚合物基体复合后制备得到具有高导热特性的复合材料。本发明制备的高取向碳素纤维自支撑结构以氧化石墨烯作为桥联剂，无传统聚合物粘结剂的包裹，碳素纤维通过氧化石墨烯在相互之间形成有效连接，共同构成协同取向三维导热增强网络结构，在低填充量下显著提升了复合材料的导热性能。
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公开(公告)号：CN112875682A
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN202110178536.2
申请日：2021-02-09
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/168 , C01B32/159
摘要： 本发明涉及宏观体碳纳米管条带的可控制备领域，具体为一种定向、高密度碳纳米管条带的连续制备方法。首先制备出高浓度单壁碳纳米管液晶溶液，再通过设计可施加压力的挤出装置将碳纳米管液晶溶液通过自行设计的挤出带至装有凝固浴的容器内；与此同时，对凝固浴内带状碳纳米管凝胶实施速度可控拉拔、干燥、缠绕成带。本发明通过加工设计不同高/宽/长比的注射带，发展了一种新型碳纳米管宏观体碳纳米管条带的制备方法；同时，通过液晶溶液的配制、挤出装置的挤压及成带拉拔技术，提高碳纳米管的取向性和致密度；本发明方法制备的定向、高密度碳纳米管条带可推动其在电致发热、电磁屏蔽、吸波材料等领域的应用。
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公开(公告)号：CN110357072A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910621994.1
申请日：2019-07-10
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/16
摘要： 本发明涉及单壁碳纳米管的结构控制制备领域，具体为一种大直径、窄直径分布单壁碳纳米管的宏量、可控制备方法。采用浮动催化剂化学气相沉积法宏量制备大直径单壁碳纳米管，实现直径大于2nm、且直径分布范围较窄的单壁碳纳米管的宏量可控制备；其中，95％以上的碳纳米管直径分布于2.1～2.7nm，87％以上的碳纳米管直径分布于2.1～2.5nm；单壁碳纳米管的纯度高、杂质少，催化剂残留量低于4.1wt％；单壁碳纳米管的结晶性高，最高抗氧化温度为809℃。利用液相法纺出的单壁碳纳米管纤维具有更高的电导率，为研究单壁碳纳米管的纳米限域效应、管内填充物质的奇异物理、化学特性提供材料基础，有望应用于催化、生物、医药等领域。
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公开(公告)号：CN110155986A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201810149488.2
申请日：2018-02-13
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及高性能柔性透明导电薄膜制备领域，具体为一种具有单根或小管束尺寸单壁碳纳米管透明导电薄膜的可控制备方法。采用浮动催化剂化学气相沉积法，通过增大载气流量和降低催化剂浓度，进而降低反应区形成单壁碳纳米管浓度、减少碳纳米管间碰撞的几率、减弱管与管之间的范德华力，阻止其聚集成大管束，从而得到多以单根或小管束形式存在的、高质量单壁碳纳米管；采用干法收集与转移技术，获得高性能的单壁碳纳米管透明导电薄膜。本发明通过制备具有单根或小管束尺寸的碳纳米管薄膜，降低管与管之间的接触电阻、抑制大管束的形成及其对光的吸收，获得高质量、高性能透明导电薄膜，推动其在高性能光伏器件等领域的应用。
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公开(公告)号：CN107089652B
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201610088012.3
申请日：2016-02-17
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , C01B32/159 , B01J23/75 , B01J23/745 , B01J23/888 , B01J23/89
摘要： 本发明涉及半导体性单壁碳纳米管的可控制备领域，具体为一种部分碳包覆金属催化剂制备窄带隙分布、高纯度半导体性单壁碳纳米管的方法。采用嵌段共聚物自组装方法，制备尺寸均匀的共聚物薄膜包覆金属阴离子纳米团簇；通过控制溶剂退火、氧化、还原条件，获得单分散、部分碳包覆的金属催化剂纳米颗粒；再以氢气为原位刻蚀气体，直接生长窄带隙分布、高纯度半导体性单壁碳纳米管。其中半导体性单壁碳纳米管的含量大于98％，带隙差最小为0.05eV且可调。本发明实现窄带隙分布、高纯度半导体性单壁碳纳米管的直接可控生长，突破现阶段高纯度、窄带隙分布半导体性单壁碳纳米管控制制备的瓶颈，证实其是构建薄膜场效应晶体管的理想沟道材料。
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公开(公告)号：CN109607513A
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201811445735.X
申请日：2018-11-29
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162
摘要： 本发明涉及低催化剂含量、不含硫杂质的高质量单壁碳纳米管的可控制备领域，具体为一种生长促进剂可控制备不含硫杂质的单壁碳纳米管方法。以硒吩作为生长促进剂前驱体，二茂铁作为催化剂前驱体，并将两者溶解在甲苯溶剂中，通过超声波喷头将溶液转化为气溶胶，再由载气带入高温区，催化乙烯分解形核生长高质量、高纯度(IG/ID达180，催化剂含量
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