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公开(公告)号：CN116375003A
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202310228918.0
申请日：2023-03-10
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及碳纳米管结构控制制备领域，具体为一种高纯度、高结晶性双壁碳纳米管的宏量制备方法。采用浮动催化剂化学气相沉积法，通过在反应体系中通入适量氮气促进催化剂形核、调节催化剂数量和尺寸、制备粒径均匀催化剂，结合生长动力学工艺调控可提升双壁碳纳米管形核比例，通过优化管式反应炉内碳源供给速率，提升双壁碳纳米管生长速度和产量。碳纳米管的结晶性高，氧化分解温度范围为700～920℃，催化剂含量低于6wt％，在6.5厘米管径管式反应炉内每小时产500立方厘米双壁碳纳米管宏观体。本发明实现高纯度、高结晶性双壁碳纳米管的宏量制备，对推动双壁碳纳米管在结构功能纤维、复合材料、多功能编织物、电子器件等领域的实际应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN116334794A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202310236981.9
申请日：2023-03-13
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及碳纳米管纤维制备领域，具体为一种原位湿法纺丝同步碘掺杂制备高导电性碳纳米管纤维的方法。将碳纳米管与氯磺酸混合制备出液晶纺丝液，然后将碳纳米管液晶注射进入已经溶解碘的凝固浴中。凝固浴中的碘在组分双扩散的驱动下进入未完全凝固的纺丝液细流中，实现碘在纤维内碳纳米管间均匀掺杂。本发明发展了一种不需要后处理的碘常温掺杂方法，规避了后处理掺杂导致掺杂均匀性差、稳定性低的问题，同时简化了掺杂工艺。所制备的碳纳米管纤维具有高电导率，有望在轻质高性能电缆、柔性可穿戴器件、航空航天等领域获得应用。
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公开(公告)号：CN116216781A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202211668945.1
申请日：2022-12-23
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01G41/02 , B82Y30/00 , C01B32/949 , C01B32/168 , C25B1/04 , C25B11/091 , C01B32/159 , C02F1/04 , B22F1/054 , B22F9/24 , B01J21/18 , B01J35/00 , B01J35/06 , F24S70/10 , C02F103/08
摘要： 本发明涉及碳纳米管复合材料的可控制备领域，具体为一种管间限域诱导合成超细纳米线/碳纳米管复合薄膜的方法。该方法通过化学氧化、等离子体处理等在碳纳米管管壁上可控引入缺陷，后采用化学气相沉积、湿化学合成、溶剂热合成等方法在碳纳米管管束间引入过渡金属、贵金属、过渡金属氧化物等，后经快热处理等诱导自组装形成限域于碳纳米管管束间的超细纳米线，该纳米线定向排列于碳纳米管的管间形成有序复合薄膜。该方法通过改变制造缺陷和引入纳米线前驱体的方法，可调控纳米线的结构和成分，所制备的超细纳米线复合碳纳米管薄膜具有独特的有序结构和优异的性能，在电催化全分解水、热蒸发淡化海水、光热耦合催化等领域具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN112490322B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN201910857318.4
申请日：2019-09-11
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： H01L31/18 , H01L31/0745
摘要： 本发明涉及柔性太阳能电池领域，具体为一种制备柔性P型单壁碳纳米管/N型硅异质结太阳能电池的方法。首先利用湿刻蚀法制备厚度为20～40μm的柔性N型硅片；再将浮动催化剂化学气相沉积法制备的高性能(高透光率、低方块电阻)柔性单壁碳纳米管薄膜，通过无损、洁净的转移技术，转移至柔性硅片上；然后制备上电极和下电极，即得柔性P型单壁碳纳米管/N型硅异质结太阳能电池。本发明结合了单壁碳纳米管薄膜和超薄硅片的优异柔性，构建P型碳纳米管/N型硅异质结柔性电池，有效地将太阳能转化为电能，有望应用于柔性可穿戴领域。
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公开(公告)号：CN110414131B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN201910687276.4
申请日：2019-07-29
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： G06F30/23 , G06F30/17 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种三明治结构Co靶材背板扩散焊组件中间层的选取方法，属于Co溅射靶材制造领域。通过建立三明治结构Co靶材背板扩散焊组件的受力数学模型，求解出靶材、中间层、背板中的应力与靶材、背板、中间层的热膨胀系数之间的关系。从而为三明治结构Co靶材背板扩散焊中间层的选取提供理论指导，降低Co靶材背板扩散焊组件的焊接残余应力，提高其可靠性。
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公开(公告)号：CN115520855A
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202211141451.8
申请日：2022-09-20
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/174 , C01B32/159 , G01N27/00
摘要： 本发明涉及单壁碳纳米管的可控氮掺杂领域，具体为一种对单壁碳纳米管薄膜进行高效、可控氮掺杂的方法。将自支撑单壁碳纳米管薄膜置于装有二氟化氙粉末的反应釜中，在较低温度下进行可控氟化，再将其转移至管式加热炉中进行可控氨化，最终制得氮掺杂量可控(掺杂量1～9.9at％)的单壁碳纳米管薄膜。本发明首次制备出可控氮掺杂单壁碳纳米管薄膜，并同时保持了薄膜原有的柔性、自支撑性、高透光率等特点，其展现出优异的NO2探测性能，有望在可穿戴器件、传感、航空航天等领域获得重要应用。
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公开(公告)号：CN115354522A
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202211000329.9
申请日：2022-08-19
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及碳纳米管纤维无纺布制备领域，具体为一种高导电碳纳米管纤维无纺布的制备方法。首先将碳纳米管分散在氯磺酸溶液中，获得可纺丝的液晶纺丝液；然后将碳纳米管液晶纺丝液注射进入高速旋转的凝固浴中，在凝固浴剪切力作用下得到碳纳米管短纤维；将凝固浴中均匀分散的短纤维过滤、二次凝固、短暂热处理使湿纤维从滤膜上自剥离，再经热压处理使其平整化，最终制备获得碳纳米管纤维无纺布。本发明首次制备出碳纳米管纤维无纺布，在制备过程中对碳纳米管的结构几乎没有破坏，最大限度保持原始碳纳米管的结构与性能特点；所制备的无纺布具有低密度、高电导率、高柔韧性、高电热转化性能，有望在柔性可穿戴器件、航空航天等领域获得重要应用。
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公开(公告)号：CN112194116B
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202010958812.2
申请日：2020-09-14
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , H01L51/05
摘要： 本发明涉及半导体性富集单壁碳纳米管薄膜制备领域，具体为一种单根分散、半导体性富集单壁碳纳米管薄膜的制备方法。在浮动催化剂化学气相沉积法生长单壁碳纳米管的过程中，在提高氢气含量制备出高质量、单根分散单壁碳纳米管基础上，引入微量氧气刻蚀剂，优先选择性刻蚀化学反应活性较强的单根金属性单壁碳纳米管，从而制备出单根分散的半导体性富集单壁碳纳米管薄膜。利用该薄膜构建了薄膜场效应晶体管器件，其具有优异的性能(电流开关比大于5×104，载流子迁移率达35cm2V‑1S‑1)。本发明首次设计制备出单根分散、半导体性富集的单壁碳纳米管薄膜，对于推动碳纳米管薄膜在高性能柔性电子器件领域的应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN115094432A
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202210520829.9
申请日：2022-05-12
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C25B1/04 , C25B11/065 , C25B11/02 , C25B11/075 , B01J21/18 , B01J27/22 , B01J35/00
摘要： 本发明涉及碳纳米管复合宏观体的可控制备领域，具体为一种结构功能一体化过渡金属碳化物/单壁碳纳米管复合薄膜的制备方法。采用物理溅射、化学气相沉积、水热合成等方法在官能化处理的碳纳米管薄膜上沉积过渡金属氧化物纳米颗粒；进而以碳纳米管自身为碳源，经高温碳化处理后生成过渡金属碳化物，该碳化物与碳纳米管以化学键结合形成结构功能一体化的过渡金属碳化物/单壁碳纳米管复合薄膜。通过调控过渡金属氧化物的制备工艺条件，优化复合薄膜中过渡金属碳化物的密度和尺寸，获得高性能碳纳米管宏观体。该方法所制备的过渡金属碳化物/单壁碳纳米管复合薄膜，可直接用作电催化析氢电极，推动氢能的低成本规模化应用。
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公开(公告)号：CN112194117B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202011011626.4
申请日：2020-09-23
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/17
摘要： 本发明涉及半导体性单壁碳纳米管液相分离领域，具体为一种大直径半导体性单壁碳纳米管的聚合物辅助分离方法。首先利用过氧化氢预处理浮动催化剂化学气相沉积法(FCCVD)制备的大直径单壁碳纳米管，在去除无定形炭等杂质的同时对碳纳米管端口进行选择性官能化；再利用聚合物对单壁碳纳米管进行非共价键修饰，经超声分散、离心处理，最终获得高纯度的大直径半导体性单壁碳纳米管溶液。本发明结合了过氧化氢对FCCVD法生长的大直径、高质量单壁碳纳米管无损纯化、选择性官能化和共轭聚合物辅助分离法选择性好的优点，成功实现了大直径半导体性单壁碳纳米管的分离，有望应用于红外探测器和射频器件等领域。
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