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公开(公告)号：CN110980691B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN201911185897.9
申请日：2019-11-27
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及碳纳米管的结构控制制备领域，具体为一种直径可控、高纯度单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，以氢气为载气，过渡金属为催化剂，硫为生长促进剂，通过调变反应体系热力学和动力学条件，实现了直径连续可调的、高纯度单壁碳纳米管的宏量制备。本发明制备的单壁碳纳米管纯度高、催化剂残留量仅为0.3～3wt％；单壁碳纳米管的结晶性好，集中抗氧化温度为780～840℃；碳转化率高达23～28％。本发明实现了直径可调、高纯度单壁碳纳米管的高效宏量制备，对单壁碳纳米管在能源、催化等领域的规模化应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN114725284A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210362540.9
申请日：2017-06-05
申请人： 中国科学院金属研究所 , 东北大学
摘要： 本发明属于新型碳纳米管薄膜晶体管的研发与应用领域，具体涉及一种碳纳米管薄膜晶体管及其制作方法。本发明提供的制作方法包括以下步骤：基于高密度碳纳米管薄膜在衬底上制作晶体管的源极和漏极；采用覆膜技术在碳纳米管薄膜表面贴覆感光干膜，通过光刻技术实现碳纳米管薄膜的图形化；转移低密度碳纳米管薄膜，通过干膜覆膜和光刻技术制作沟道；通过旋涂固化工艺制备栅绝缘层；对所述栅绝缘层进行绝缘层开窗；转移高密度碳纳米管薄膜，通过干膜覆膜和光刻技术制作栅极。本发明利用干膜工艺和光刻工艺实现碳纳米管薄膜晶体管的制备，工艺简单，常压下实现大面积器件制备，节约工艺成本，所得的碳纳米管薄膜晶体管具有良好的电学性能和力学性能。
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公开(公告)号：CN114348990A
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202111538060.5
申请日：2021-12-15
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , G01B11/06 , G01N21/65
摘要： 本发明涉及高通量制备碳纳米管垂直阵列领域，具体为一种高通量筛选工艺参数优化碳纳米管垂直阵列高度和质量的方法。采用组合掩模板辅助离子束镀膜，在基底上沉积不同组分的催化剂阵列，利用化学气相沉积方法优化反应参数生长碳纳米管垂直阵列；高通量表征产物结构，利用扫描电子显微镜面扫获得催化剂阵列生长碳纳米管垂直阵列的形貌，利用激光拉曼光谱表征碳纳米管垂直阵列的高度和质量；使用透射电子显微镜精细表征碳纳米管垂直阵列的直径分布和管壁数。最终建立工艺参数(如催化剂组分、生长温度、反应气氛等)与生长碳纳米管垂直阵列高度和质量的关系。此方法适用于高效筛选工艺参数，制备高质量和大长度的碳纳米管垂直阵列。
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公开(公告)号：CN114249317A
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202111538071.3
申请日：2021-12-15
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , G06N20/00 , C01B32/159
摘要： 本发明涉及高效可控制备半导体性占优的单壁碳纳米管领域，具体为一种高通量筛选与机器学习结合可控制备半导体性单壁碳纳米管的方法。采用组合掩模板辅助离子束镀膜，在数字标记的硅片上高通量沉积离散型催化剂阵列；采用拉曼光谱仪自动表征面上离散分布的单壁碳纳米管并获得呼吸模信息；通过自主设计的数据挖掘工具，从高通量的拉曼光谱数据中自动提取呼吸模的位置和数量，用于计算和判断每个催化剂阵列上单壁碳纳米管的导电属性，结合多波长拉曼呼吸模数据计算其金属性或半导体性单壁碳纳米管的含量；收集高通量数据训练机器学习模型，对影响碳纳米管导电属性的生长参数进行重要性排序，为可控制备高纯度的半导体性单壁碳纳米管提供指导。
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公开(公告)号：CN114212774A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111538047.X
申请日：2021-12-15
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162 , C01B32/159 , B01J23/78
摘要： 本发明涉及高纯度和高密度单壁碳纳米管可控制备领域，具体为一种无金属催化剂残留单壁碳纳米管的高效制备方法。采用化学气相沉积方法，以固溶体金属氧化物为催化剂前驱体，通过调控活性金属负载量、催化剂预处理条件和碳纳米管生长工艺参数，一方面利用高活性金属催化剂高效生长碳纳米管，另一方面通过调控催化剂‑载体相互作用调控催化剂的活性，在反应结束后使催化剂失活并脱离碳纳米管，最终获得无金属催化剂残留的高纯度单壁碳纳米管样品。同时，该固溶体催化剂具有可再生的特点，可以实现碳纳米管的多次生长，进一步提高产物生长效率。本发明通过利用金属催化剂的高活性及其与载体的相互作用，直接高效制备无催化剂残留的单壁碳纳米管。
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公开(公告)号：CN114212772A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111306522.0
申请日：2021-11-05
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/16 , C01B32/159 , C01B32/168 , C01B21/064
摘要： 本发明涉及纳米复合碳材料的可控制备领域，具体为一种制备单壁碳纳米管@六方氮化硼复合薄膜宏观体的方法。以浮动催化剂化学气相沉积法制备的高质量单壁碳纳米管网络为模板，经表面处理后采用常压化学气相沉积方法在碳纳米管表面直接生长六方氮化硼。通过调控碳纳米管的表面状态和化学气相沉积工艺条件，可控制备不同结构六方氮化硼包覆单壁碳纳米管复合薄膜。该方法具有工艺简单、可控性强、材料结构可调控等优点。该复合薄膜可充分发挥两组元的优异性能，从而推进碳纳米管薄膜的功能化与工程化应用。
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公开(公告)号：CN110592556B
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN201910921402.8
申请日：2019-09-27
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及碳纳米管制备与结构控制领域，具体为一种高效筛选高质量碳纳米管生长条件的高通量方法。将离子束沉积方法与四元模板法相结合，在同一标记硅片基底上制备出不同厚度或成分组合的催化剂薄膜，并采用化学气相沉积法催化生长获得碳纳米管水平网络。此后对样品进行拉曼光谱面扫分析，将获得的碳纳米管G、D模强度比值作为判断碳纳米管质量的依据，并利用标记硅片定位关联催化剂薄膜厚度或成分等与碳纳米管质量的关系。进一步建立Excel模板对多组G、D模强度比进行自动分析，筛选出生长高质量碳纳米管的最佳催化剂薄膜厚度和最佳生长条件。从而，适于高效筛选出催化剂厚度或成分、温度、气氛等反应参数，生长高质量碳纳米管。
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公开(公告)号：CN112678805A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202110103254.6
申请日：2021-01-26
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C01B32/162
摘要： 本发明涉及碳纳米管膜的制备与收集技术，具体为一种浮动催化剂化学气相沉积法制备多壁碳纳米管膜的方法及装置。将催化剂前驱体、生长促进剂、液相有机物在常温下混合均匀后，置于催化剂注入装置内，由电子蠕动泵注入垂直或水平管式炉中的浮动催化剂化学气相沉积反应腔，生长温度为700～1000℃；同时，通入载气并启动电刷吹气装置使所生长多壁碳纳米管随载气流出恒温反应区；将合成的多壁碳纳米管沉积到微孔滤膜表面，通过控制微孔滤膜的移动速度并调控抽气和补气流量平衡，获得均匀、厚度可控、长度不受限的多壁碳纳米管膜。本发明实现了室温、常压收集多壁碳纳米管膜，设备简单、易于放大，适于工业化批量生产。
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公开(公告)号：CN112480604A
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN202011283317.2
申请日：2020-11-17
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C08L63/00 , C08K9/00 , C08K9/02 , C08K7/06 , C08K7/18 , C08K7/00 , C08K3/04 , B32B9/00 , B32B9/04 , B32B33/00 , B32B37/00 , B32B38/00 , D06M10/02 , D06M11/74 , D06M11/83 , B29C70/02 , B29C70/88 , C09K5/14 , D06M101/40
摘要： 本发明涉及结构/功能复合材料领域，具体为一种具有叠层混杂结构的高导热碳纤维复合材料及其制备方法。以碳纤维布层为主体向其表面喷涂石墨烯溶液与含铜溶液，水平方向上构建平行于碳纤维布层的片状填料导热网络，垂直方向上在碳纤维布层表面构建微纳尺度的片夹球叠层结构，之后对碳纤维布层进行铺层并将聚合物基体材料注入其中，最终获得具有叠层混杂结构的高导热碳纤维复合材料。本发明叠层混杂结构的引入可以显著提升复合材料的面内/外热导率，该复合材料兼具高导热及高力学性能。此外，片夹球的叠层混杂结构更有利于树脂的浸润，可有效提升复合材料的力学性能。
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公开(公告)号：CN112420933A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011221007.8
申请日：2020-11-05
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及光电探测器领域，具体为一种基于单壁碳纳米管薄膜的异质结光电探测器的制备方法。首先利用浮动催化剂化学气相沉积法制备出高性能、柔性单壁碳纳米管薄膜，将沉积于微孔滤膜上的单壁碳纳米管薄膜裁剪成合适尺寸；将其置于预先开设窗口的硅基底上表面，使单壁碳纳米管薄膜与硅基底紧密接触，并移去滤膜后，放置于空气环境下热处理，在窗口处制备一层数纳米厚的诱导氧化层；然后制备上电极(银胶)和下电极(铟镓合金)即得所述光电探测器。本发明异质结光电探测器结构简单，制备过程便捷，所构建的光电探测器具有优异的光电探测性能及稳定性。
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