CN105073635A - 碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置 - Google Patents

碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105073635A
CN105073635A CN201480010925.2A CN201480010925A CN105073635A CN 105073635 A CN105073635 A CN 105073635A CN 201480010925 A CN201480010925 A CN 201480010925A CN 105073635 A CN105073635 A CN 105073635A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon nano
nano structure
catalyst member
matrix
separating component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480010925.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105073635B (zh
Inventor
日方威
大久保总一郎
宇都宫里佐
东勇吾
藤田淳一
村上胜久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN105073635A publication Critical patent/CN105073635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105073635B publication Critical patent/CN105073635B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

用于制造碳纳米结构体的方法包括用于制备基体的制备步骤(S10)和氧化步骤(S20)以及用于使碳纳米颗粒生长的步骤(S30)。在制备基体的步骤中，制备了这样的基体，其中催化剂部件和分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在步骤(S30)中，碳纳米结构体在催化剂部件和分离部件的分离界面区域中生长。步骤(S30)包括以下步骤的至少一个：向催化剂部件中面向所述分离界面的区域的部分局部地供给原料气体的步骤，其中所述碳纳米结构体在所述分离界面区域生长；以及局部地加热所述分离界面区域的步骤。该方法使得能够提供一种抑制弯曲等情况的发生的长碳纳米结构体和用于制造该碳纳米结构体的方法，以及在制造该纳米结构体的方法中使用的制造装置。

Description

碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置
技术领域
本发明涉及碳纳米结构体、用于制造碳纳米结构体的方法及装置，更具体地，本发明涉及在一个方向上延伸的碳纳米结构体、以及制造碳纳米结构体的方法及装置。
背景技术
通常，已知存在以碳纳米管、石墨烯等为代表的、包括线形结构(其中碳原子以纳米级直径排列)和片状结构(其由碳原子构成并具有纳米级厚度)的碳纳米结构体。对于这种碳纳米结构体的制造方法，已经提出了这样一种方法：在该方法中，向加热的微细催化剂供给含碳的原料气体，由此从所述催化剂生长出碳纳米结构体(例如参见日本专利待审公开No.2005-330175)。
文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利待审公开No.2005-330175
发明内容
技术问题
但是，在常规的方法中，在有些情况中，从催化剂生长出碳纳米结构体时会发生弯曲。对于碳纳米管，例如，在发生弯曲的部分中会存在五元环或七元环，而不是形成碳纳米管的六元环，因此，碳纳米管的性能发生局部改变(例如，电阻变高)。
为了减少如上所述的在碳纳米结构体上发生弯曲，还考虑了在碳纳米结构体的生长过程中向碳纳米结构体施加张力。但是，这难以抚平从催化剂生长出的微细碳纳米结构体的尖端并向所述碳纳米结构体施加张力，且获得的碳纳米结构体在长度上受限。
本发明旨在解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种弯曲的发生得以减少的长的碳纳米结构体、制造该碳纳米结构体的方法、以及在制造该碳纳米结构体的方法中使用的制造装置。
发明内容
根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括制备基体和使碳纳米结构体生长的步骤。在基体的制备步骤中，制备了由分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或彼此成为一体，所述催化剂部件和所述分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在使碳纳米结构体生长的步骤中，通过向所述基体供给含碳的原料气体，同时加热所述基体并使所述分离部件与所述催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长。使碳纳米结构体生长的步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：向催化剂部件中面向分离界面区域的部分局部地供给原料气体的步骤，其中所述碳纳米结构体在该分离界面区域处生长，以及局部地加热分离界面区域的步骤。
这样，在催化剂部件的上述分离界面区域内，将局部地进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程。此外，由于碳纳米结构体的末端(与催化剂部件侧的端部相反的一端)与分离部件连接，可以通过将分离部件与催化剂部件分开，从而向碳纳米结构体施加恒定的张力。因此，在催化剂部件的上述分离界面区域内，随着碳纳米结构体的生长，碳化的催化剂部件的一部分被分离并以细颗粒的形式被拉入碳纳米结构中。随着催化剂部件的一部分的分离，催化剂部件新形成的表面暴露在分离界面区域中，并在新形成的表面进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程。特别地，通过局部加热催化剂部件的上述分离界面区域，或向分离界面区域局部地供应原料气体来促进这样的过程。结果，能够获得弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体。
根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括制备基体和使碳纳米结构体生长的步骤。在基体的制备步骤中，制备由分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，其中催化剂的催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体，催化剂部件和分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在使碳纳米结构体生长的步骤中，通过向所述基体供给含碳的原料气体，同时加热所述基体并使所述分离部件与所述催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长。在使碳纳米结构体生长的步骤中，从所述碳纳米结构体生长的所述催化剂部件的表面部分将所述催化剂部件部分地分离并拉入所述碳纳米结构体的内部，在所述表面部分处出现新形成的表面的同时使所述碳纳米结构体持续地生长。
这样，在连续地暴露于分离界面区域内的催化剂部件的新形成的表面中，将进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程。结果，连续保持了碳纳米结构体的生长，其中分离部件沿着远离催化剂部件的方向延伸。因此，能够获得弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体。
根据本发明的碳纳米结构体包括线性结构部分，其由长度大于或等于1mm的碳制成，该线性结构部分内的金属纳米颗粒以分散形式布置。这样，可以通过适当地选择金属纳米颗粒的类型来调整碳纳米结构体的特性(例如，碳纳米结构体的磁性可以通过设置磁性金属作为构成金属纳米颗粒的金属来调节)。
根据本发明的用于制造碳纳米结构体的装置包括：保持部分、驱动部件、气体供给部分、以及加热部件。保持部分能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由所述分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，其中催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体，催化剂部件和分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。驱动部件移动保持部分以将分离部件与催化剂部件分离。气体供给部分向基体供给原料气体。加热部件能够局部加热基体的部分。
通过使用这样的装置，能够使弯曲得以减少的长的碳纳米结构体30在催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域内或在基体部分25和26之间的断裂界面内(其中基体20如图4所示已断裂)生长。
本发明的有益效果
根据本发明，能够获得弯曲等情况得以减少的长的碳纳米结构体。
附图说明
图1是描述根据本发明第一实施方案的制造碳纳米结构体的方法的流程图。
图2是描述根据本发明的用于制造碳纳米结构体的装置(其用于图1所示的用于制造碳纳米结构体的方法中)的截面示意图。
图3是图2所示的用于制造碳纳米结构体的装置的局部示意图。
图4是示出所形成的碳纳米结构体的示意图。
图5是描述了图2所示的用于制造碳纳米结构体的装置的变形的局部示意图。
图6是示出由图5所示的用于制造碳纳米结构体的装置形成的碳纳米结构体的示意图。
图7是描述形成的碳纳米结构体的示意图。
图8是描述根据本发明第二实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法的流程图。
图9是示出形成的碳纳米结构体的实例的照相放大图。
图10是示出形成的碳纳米结构体的实例的照相放大图。
图11是示出图10中的区域XI的照相放大图。
具体实施方式
下文将结合附图来描述本发明的实施方案，其中相同的标号表示相同或相应的部分并且不再对其重复说明。
(第一实施方案)
将结合图1至4对根据本发明第一实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法进行描述。
参见图1，在本发明的用于制造碳纳米结构体的方法中，首先进行制备步骤(S10)。在该步骤(S10)中，制备由分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，催化剂部件和分离部件彼此接触或者成为一体。
如图2和3所示，可以使用起到催化剂作用的金属片(金属箔)作为基体20。例如，可以使用纯的铁、镍、钴等作为金属。优选在基体20中形成切口21，该切口21是用于限定下文描述的CNT生长步骤(S30)(参见图1)中断裂位置的凹入部分。当使用图2和3中所示的金属箔作为基体20时，所述金属箔形成上述的彼此成为一体的催化剂部件和分离部件。
现在将参见图2和3来描述用于进行碳纳米结构体制造方法的用于制造碳纳米结构体的装置。如图2所示，用于制造碳纳米结构体的装置包括：反应室1；设置于反应室1内部的加热部件4；设置成面向加热部件4的固定块9至12，其用于保持基体20；用于支撑固定块9至12的基底平台8；驱动部件2，其通过联接杆13与固定块11联接；气体供给部分3，其用于向反应室1供给原料气体等；泵7和排放部分6，它们用于将气体从反应室1中排放出来；激光束振荡部分16，用于局部地加热基体20；冷却部件18和19，用于局部冷却基体20；以及控制器14，其用于控制加热部件4、气体供给部分3、驱动部件2、泵7、排放部分6、激光束振荡部分16和冷却部件18和19。
固定块9至12设置在位于反应室1中的基底平台8上。基体20的一端被固定块9和10夹持。基体20的另一端被固定块11和12夹持。基体20的一端和另一端可以分别被冷却部件18和19通过固定块9和11局部冷却。固定块11(和冷却部件19)可在基底平台8上移动。另一方面，固定块9、10和冷却部件18固定于基底平台8。如图2和3所示，将在上述步骤(S10)中制备的基体20设置在制造装置的反应室1内。
作为冷却部件18和19的结构，可以采用任何常规已知的结构。例如，可使用诸如珀耳帖(Peltier)设备的温度元件，或者可以使水或其他冷却介质在冷却部件18和19内循环。冷却介质可由冷却部件18和19的内部输送至反应室1的外部，并被外部的热交换器等冷却，然后再次流回到冷却部件18和19的内部。
加热部件4被布置为面对被固定块9至12固定的基体20。虽然加热部件4被设置在反应室1内部，但是，当反应室1的壁由半透明的部件(如石英)形成时，加热部件4可以设置在反应室1的外部。可以使用任意的加热装置(例如电热加热器)作为加热部件4。
为了局部地加热基体20的一部分(具体而言是指位于切口21之间的待断裂区域)，设置了激光束振荡部分16。在反应室1的壁表面(上壁表面)中形成开口，并将圆柱形的激光束引入部分15与该开口连接。激光束振荡部分16与激光束引入部分15连接，其中光学系统24介于这两者之间。由激光束振荡部分16振荡发出的激光束17经光学系统24和激光束引入部分15的内部照射位于反应室1内的基体20。
接着进行氧化步骤(S20)。在该步骤中，将基体20中催化剂部件与分离部件的至少一部分接触部分氧化。具体而言，通过将反应室1中的气氛设置成空气气氛并且通过加热部件4加热基体20，从而将基体20氧化。
接着进行CNT生长步骤(S30)。在该步骤(S30)中，使碳纳米结构体生长。具体而言，在该步骤(S30)中，通过由激光束振荡部分16振荡产生的激光束17照射基体20的待断裂部分来局部地加热基体20，并且由气体供给部分3向反应室1供给含碳原料气体。在该情况中，基体的一端和另一端被冷却部件18和19冷却。结果是，可以维持这样的状态，即基体20中的待断裂区域(位于切口21之间的部分)被局部加热。
随后，进行使原料气体与包括催化剂部件的基体20接触的步骤。在该状态下，通过驱动部件2使固定块11、12和冷却部件19沿图3中箭头27所示的方向移动。结果，如图4所示，基体20在切口21的形成位置断裂。在这种状态(即，将分离部件与催化剂部件分离时，其中所述分离部件为基体20中位于被固定块11和12夹持一侧的基体部分26，所述催化剂部件为基体20中位于被固定块9和10夹持一侧的基体部分25)下，如上所述，通过激光17来加热断裂的端面，该端面为基体20中基体部分25内的分离界面区域。结果，如图4所示，碳纳米结构体30在基体20的断裂界面区域(其为催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域)中生长。此时，由气体供给部分3供给的原料气体流向图2中的左侧(该方向与基体部分26被驱动元件2移动的方向相反)。
这样，在基体20的断裂界面区域，连续地局部进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程，并且向所生长的碳纳米结构体施加恒定的张力。因此，易于生长得到弯曲等变形得以减少的碳纳米结构体30，其中该碳纳米结构体30从基体部分25延伸至基体部分26。此外，由于至少一部分基体20被预先氧化，因此在使碳纳米结构体30生长的步骤中，碳纳米结构体30可以有效地生长。
关于从气体供给部分3向反应室1供给含碳原料气体，使原料气体与基体20接触并且随后使基体20断裂(分开)的步骤，优选的是，在将基体20的断裂界面区域的氧化状态还原之后再进行使基体20断裂(分开)的步骤。
在使基体20断裂的步骤中，优选的是，通过驱动部件2来移动联接杆13以及固定块11、12和冷却部件19，同时控制张力，从而防止所形成的碳纳米结构体30发生断裂。另外，优选的是，采取措施以抑制含碳原料气体发生渗碳作用(即，防止变脆)，例如通过用覆膜(如由包括金在内的贵金属、氧化物等制成的膜)预先覆盖基体20中除了断裂界面区域以外的部分的表面来实现。
接着，参照图5和6，将描述在图1至4中示出的用于制造碳纳米结构体的方法和装置的变形。
首先，参照图5，将描述上述用于制造碳纳米结构体的装置的变形。用于制造碳纳米结构体的装置的变形基本上具有与图2至4所示的用于制造碳纳米结构体的装置相似的结构，但是其与图2至4所示的制造装置的不同之处在于形成有向基体20的一部分供应原料气体的原料气体引入部件22(具体而言，是位于切口21之间的待断裂部分)。在这种情况下，当基体20在图3所示的状态下断裂时，碳纳米结构体30在如图4所示的基体部分25和26之间的分离界面区域形成，可以如箭头所示从原料气体引入部件22向分离界面区域局部地供应原料气体。在图6中，作为载气的惰性气体(例如，氮气)沿着箭头31所示的方向流动。因此，伴随着碳纳米结构体30的形成，由原料气体产生的反应气体从反应室1中排出，而不接触碳纳米结构体30。
这样，通过激光束17局部加热并由冷却部件18和19冷却基体部分25和26的末端的协同效应能够促使碳纳米结构体30在分离界面区域持续生长。在使用上述的原料气体引入部件22局部地向基体20供应原料气体的情况中，由加热部件4代替激光束17对基体20加热的同时可使碳纳米结构体30生长。
参照图7，将更加详细地描述碳纳米结构体30在分离界面区域的持续生长。
在如上所述的根据本发明的碳纳米结构体的制造方法中，只有包含(例如)氧化铁的基体部分25的断裂端面(分离界面区域)被碳化，且碳纳米结构体(例如，碳纳米管)连续生长，同时相继地从端面分离包含构成基体部分25的组分(催化剂，例如，铁)的纳米颗粒(例如，铁纳米颗粒)。具体而言，1)通过激光束局部地加热基体20中待断裂成为基体部分25(参照图3)的这一部分，并在该区域附近供应原料气体，从而连续地从基体表面发生渗碳过程。2)然后，基体20断裂，碳化的催化剂(铁)以纳米尺度从基体部分25的断裂端面分离，从而拉出连接基体部分25和分离的催化剂(或基体部分26)的碳纳米结构体。3)进一步进行渗碳，如图9至11所示，碳纳米结构体30的生长伴随着细微的碳化催化剂(铁)从基体部分25中连续地分离(例如，以颗粒(铁颗粒32)或纳米丝(铁纳米丝33)的形式分离)并且保持在碳纳米结构体30内(从不同的观点来看，碳纳米结构体30以与已经分离的铁颗粒32和铁纳米丝33(催化剂)相连接的方式生长)。4)随着催化剂的分离，在基体部分25的断裂端面出现新形成的表面，并且在新形成的表面中进行渗碳(或氧化和渗碳)过程，如上所述使得表面碳纳米结构体30的生长得以持续。尽管铁颗粒32等包含在拉出的碳纳米结构体30中，但是仍在外围保持了石墨烯层。由此，形成了长的碳纳米结构体30。
(第二实施方案)
将结合图8来说明根据本发明第二实施方案的用于制造碳纳米结构体的方法。
虽然图8所示的用于制造碳纳米结构体的方法基本上包括与图1所示的用于制造碳纳米结构体的方法类似的构造，但是前者与后者的不同之处在于，在形成基体之前预先将催化剂部件和分离部件氧化。换言之，在图8所示的用于制造碳纳米结构体的方法中，首先进行部件制备步骤(S15)。在该步骤(S15)中，制备催化剂部件和分离部件。
接着进行氧化步骤(S20)。在该步骤(S20)中，将催化剂部件和分离部件氧化。可以使用任何方法作为氧化方法。例如，可以使用在大气中加热催化剂部件和分离部件的方法。
接着进行基体形成步骤(S40)。在该步骤(S40)中，将催化剂部件和分离部件接合。可以采用焊接或卷边等任何方法作为接合方法。
接着与如图1所示的制造方法类似，进行CNT生长步骤(S30)。这样，可以类似于如图1所示的制造方法那样获得弯曲得以减少的碳纳米结构体。
现在将列出本发明的特征，尽管如在上述实施方案中所见的那样，这些特征可能存在部分重复。
根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括制备基体的步骤(制备步骤(S10)和氧化步骤(S20))和使碳纳米结构体生长的步骤(CNT生长步骤(S30))。在基体20的制备步骤中，制备了由分离部件(基体部分26)和包含催化剂的催化剂部件(基体部分25)形成的基体，催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体，催化剂部件(基体部分25)和分离部件(基体部分26)的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在使碳纳米结构体生长的步骤中(S30)，通过向基体20供应含碳的原料气体，同时加热基体20并使分离部件(基体部分26)与催化剂部件(基体部分25)分离，从而使得碳纳米结构体30在催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域中生长。使碳纳米结构体生长的步骤(S30)包括以下步骤中的至少一个步骤：向催化剂部件(基体部分25)中面向分离界面区域的部分局部地供给原料气体的步骤，其中碳纳米结构体30在该分离界面区域处生长；以及局部地加热分离界面区域的步骤。
这样，在催化剂部件(基体部分25)的上述分离界面区域内，将局部地进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体30的生长过程。此外，由于碳纳米结构体30的末端(与催化剂部件侧的一端相对的一端)与分离部件(基体部分26)连接，因此可以通过将分离部件与催化剂部件分开，从而向碳纳米结构体施加恒定的张力。因此，在催化剂部件(基体部分25)的上述分离界面区域内，随着碳纳米结构体30的生长，碳化的催化剂部件(基体部分25)的一部分被分离并以细颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)的形式被拉入碳纳米结构体30中。随着催化剂部件的一部分的分离，催化剂部件的新形成的表面暴露在分离界面区域中，并在新形成的表面处进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体30的生长过程。特别地，通过激光束17等局部加热催化剂部件(基体部分25)的上述分离界面区域，或向分离界面区域局部地供应原料气体来促进该过程。结果，能够获得弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体30。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，可以同时进行供应原料气体的步骤(通过原料气体引入部件22供应原料气体的步骤)和局部加热分离界面区域的步骤(通过激光束17局部地加热基体20的步骤)。在这种情况下，在分离界面区域内，能够有效促进如上所述的新形成表面的产生、以及在新形成表面上的还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体30的生长过程。
根据本发明的制造碳纳米结构体的方法包括制备基体的步骤(制备步骤(S10)和氧化步骤(S20))和使碳纳米结构体生长的步骤(CNT生长步骤(S30))。在基体20的制备步骤中，制备了由分离部件(基体部分26)和包含催化剂的催化剂部件(基体部分25)形成的基体，催化剂部件和分离部件彼此接触或彼此成为一体，催化剂部件(基体部分25)和分离部件(基体部分26)的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。在使碳纳米结构体生长的步骤中(S30)，通过向基体20供给含碳的原料气体，同时加热基体20并使分离部件与催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体30在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长。在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，从碳纳米结构体30生长的催化剂部件(基体部分25)的表面部分将催化剂部件(基体部分25)部分地分离并拉入碳纳米结构体30的内部，在所述表面部分处出现新形成的表面的同时使所述碳纳米结构体30持续地生长。
这样，在连续地暴露于分离界面区域内的催化剂部件(基体部分25)的新形成的表面中，将进行还原过程、渗碳作用和碳纳米结构体的生长过程。结果，通过使分离部件沿着远离催化剂部件的方向延伸，从而连续保持了碳纳米结构体30的生长。因此，能够获得弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体30。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，在催化剂部件(基体部分25)中除了分离界面区域以外的部分可由冷却部件18冷却。在这种情况中，可以容易地实现分离界面区域被局部加热的状态。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的碳纳米结构体30的生长。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，碳纳米结构体30可以在以下状态下生长，其中含有催化剂部件的颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)包含在碳纳米结构体30中。在碳纳米结构体30中可包含多个颗粒。在这种情况下，出现以下状态：其中，当催化剂部件中形成新形成表面时从催化剂部件分离的部分以颗粒的形式被包含在碳纳米结构体30内。以这种方式，通过使从催化剂部件分离的部分保持在碳纳米结构体30内，可以减少所述分离部分再次接触催化剂部件的表面从而抑制碳纳米结构体30的生长的可能性。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，催化剂部件(基体部分25)可包含溶解碳的金属。在这种情况中，原料气体中的碳渗入金属中，并且碳纳米结构体30可容易地在金属的表面生长。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，所述金属可以是选自由铁、镍和钴组成的组中的一种金属。在这种情况下，碳纳米结构体30可以可靠地在金属的表面生长。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，基体可以包含至少一种选自由FeO、Fe3O4和Fe2O3组成的组中的物质。在这种情况中，碳纳米结构体30可以容易地在基体20的分离界面区域内生长。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，催化剂部件(基体部分25)可以是多孔体(例如，多孔维氏体或氧化铁的生胚)。在这种情况中，由于随着碳纳米结构体30的生长，催化剂部件的一部分可以容易地从催化剂部件的分离界面区域分离，因此可以可靠地在催化剂部件中形成新形成的表面。由此，碳纳米结构体30可以容易地生长。
在上述碳纳米结构体的制造方法中，在使碳纳米结构体生长的步骤(S30)中，原料气体可以沿着与分离部件和催化剂部件的分离方向相反的方向(在图7中由箭头31表示的方向)排出。在这种情况中，能够抑制一些问题的出现，例如：当碳纳米结构体30在催化剂部件的分离界面区域生长时的反应产生的气体(例如，在基体包含氧化铁的情况下，或者当碳纳米结构体生长时氧化铁分解所产生的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水等)接触生长的碳纳米结构体30而可能导致的碳纳米结构体30的损坏。
在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在使碳纳米结构体生长的CNT生长步骤(S30)中，可以通过催化剂部件和分离部件中的至少一者向碳纳米结构体30施加张力。在这种情况中，通过控制所述张力，能够可靠地获得弯曲得到减少的碳纳米结构体30。
在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在制备步骤(S10)中，通过接合催化剂部件和分离部件来制备基体20。在使碳纳米结构体30生长的CNT生长步骤(S30)中，可以通过使催化剂部件与分离部件结合的结合部分断裂，从而将分离部件与催化剂部件分开。在这种情况中，通过控制催化剂部件与分离部件的接合部分的形状等、并且使得在所述接合部分处发生断裂，可以控制碳纳米结构体30的形成位置和碳纳米结构体30的形状。
在上述用于制造碳纳米结构体的方法中，在制备基体的制备步骤(S10)中，如图2、3等所示，可将由催化剂形成的单一部件(例如，纯铁箔)制备为基体20。在氧化步骤(S20)中，可以将所述单一部件的至少一部分氧化。在CNT生长步骤(S30)中的使原料气体与催化剂部件和/或分离部件接触的步骤中，原料气体可以与该单一部件接触。在使碳纳米结构体生长的CNT生长步骤(S30)中，原料气体可以与作为单一部件的基体20接触，随后(或者在原料气体与基体20接触的情况下)，通过加热基体20并使基体20断裂以将基体20分成两部分(图4中的基体部分25和26)的同时，可以使碳纳米结构体30在两个基体部分25和26之间的分离界面区域中生长。催化剂部件和分离部件可以是上述的通过使作为单一部件的基体20断裂而获得的两个基体部分25和26。在这种情况中，与进行将催化剂部件和分离部件一体化步骤的情况相比，通过使用单一部件作为基体20，制造碳纳米结构体30的工序能够得到简化。
根据本发明的碳纳米结构体30包括线性结构部分，其由具有长度为大于或等于1mm的碳制成，并且金属纳米颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)以分散形式排列在该线性结构部分内。这样，可以通过适当地选择金属纳米颗粒的类型来调节碳纳米结构体30的特性(例如，可以通过将磁性金属设为构成金属纳米颗粒的金属来调节碳纳米结构体的磁性)。
在上述碳纳米结构体中，线性结构部分可以是圆柱形物体，并且金属纳米颗粒(铁颗粒32或铁纳米丝33)可位于所述圆柱形物体的内周侧。在这种情况中，碳纳米结构体30的必要结构保持在线性结构部分中，并且金属纳米颗粒可以保持在碳纳米结构体内。
如图2所示，根据本发明的用于制造碳纳米结构体的装置包括：保持部分(图2中的基底平台8和固定块9至12)；驱动部件2；气体供给部分3(气体供给部分3和/或原料气体引入部件22)；以及加热部件(激光束振荡部分16)。保持部分能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由包含催化剂的催化剂部件和分离部件形成的基体20，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或成为一体，催化剂部件和分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化。驱动部件2移动保持部分(图2所示制造装置中的固定块11和12)以将分离部件与催化剂部件分离。气体供给部分向基体20供给原料气体。加热部件能够局部地加热基体20中的一部分。
通过使用这样的装置，能够使弯曲得以减少的长的碳纳米结构体30在催化剂部件和分离部件之间的分离界面区域中生长，即，如图4所示在通过使基体20断裂而获得的基体部分25和26之间的断裂界面中生长。
用于制造碳纳米结构体的装置可进一步包括冷却催化剂部件中的一部分的冷却部件18和19。在这种情况中，可以容易地实现分离界面区域被局部加热的状态。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体30的生长。
在用于制造碳纳米结构体的装置中，气体供给部分(原料气体引入部件22)可以向基体20中的如下部分供应原料气体，其中所述部分被加热部件4和/或激光束振荡部分16局部地加热。在这种情况中，通过向分离界面区域局部地供应反应气体，碳纳米结构体可以局部地在分离界面区域内生长。因此，能够进一步促进弯曲等情况的发生得以减少的长的碳纳米结构体的生长。
<实验1>
进行如下试验以检验本发明的效果。首先，制备厚度为50μm且在平面形状内具有窄的中央部的氧化铁箔(纯度为5N)作为基体。然后，如图3所示，在反应室内由固定块9至12保持由氧化铁箔形成的基体。然后，从加热炉的反应室内除去氧气后，供应乙炔气体(5％乙炔和95％氮气)。
在这种状态下，用激光束对基体的窄部局部地进行集中加热，除了窄部外的其他部分与由水冷室形成的冷却部件接触并由其冷却。此时，将基体窄部的中央部的温度调节为约850℃的最高温度。然后，在将构成基体的氧化铁还原之后，通过施加张力使基体断裂，由此在基体的破裂面之间(如图4所示，在基体部分25和基体部分26的断裂端面之间)形成了碳纳米结构体(碳纤维)。
此后，伴随着连续施加的张力，调节激光束照射和由冷却部件18和19进行的冷却，使得仅基体部分25的断裂端面被加热。然后，获得了长度为500μm的碳纳米结构体。
另一方面，在电炉中加热整个基底材料(850℃，10分钟)的同时，用相似的装置构造对基体施加张力，在基体的断裂端面上形成碳纳米结构体。在这种情况中，在基底部件的整个表面上发生了渗碳反应，且碳纳米结构体在断裂端面(破裂部分)之间生长，但是碳纳米结构体在长度为大约80μm时停止生长。
<实验2>
进行如下试验以检验本发明的效果。首先，制备厚度为50μm且在平面形状内具有窄的中央部的氧化铁箔(纯度为4N)作为基体。然后，如图3所示，在反应室内由固定块9至12保持由氧化铁箔形成的基体。然后，使作为原料气体引入部件22的不锈钢管接近基体的窄部附近，使乙炔气体(10％乙炔和90％氮气)流入并集中供应到基体的窄部。氮气沿着与碳纳米结构体的拉出方向相反的方向流入到整个反应室内。通过利用该氮气，从而将在碳纳米结构体生长过程中产生的含氧气体迅速排出到反应室外部。
在这种状态下，用激光束对基体的窄部进行局部集中加热，除了窄部外的其他部分与由水冷室形成的冷却部件接触并由其冷却。此时，将基体窄部的中央部的温度调节为约900℃的最高温度。然后，在将构成基体的氧化铁还原之后，通过施加张力使基体断裂，由此在基体的破裂表面之间(如图4所示，基体部分25和基体部分26的断裂端面之间)形成了碳纳米结构体(碳纤维)。
此后，伴随着连续施加的张力，调节激光束照射和由冷却部件18和19进行的冷却，使得仅基体部分25的断裂端面被加热。然后，获得了长度为800μm的碳纳米结构体。
另一方面，在电炉中加热整个基底材料(850℃，7分钟)的同时，用相似的装置构造对基体施加张力，在基体的断裂端面上形成碳纳米结构体。在这种情况中，在基底部件的整个表面上发生了渗碳反应，且碳纳米结构体在断裂端面(破裂部分)之间生长，但是碳纳米结构体在长度为大约50μm时停止生长。
<实验3>
进行如下试验以检验本发明的效果。首先，制备作为基体的氧化铁(Fe3O4)生胚。由该胚体形成的基体在平面形状内具有窄的中央部的形状并且具有100μm的厚度。然后，如图3所示，在反应室内由固定块9至12保持该基体。然后，使作为原料气体引入部件22的不锈钢管接近基体的窄部附近，使乙炔气体(15％乙炔和85％氮气)流入并集中供应到基体的窄部。氮气沿着与碳纳米结构体的拉出方向相反的方向流入到整个反应室内。通过利用该氮气，从而将在碳纳米结构体生长过程中产生的含氧气体迅速排出到反应室外部。
在这种状态下，用激光束对基体的窄部进行局部集中加热，除了窄部外的其他部分与由水冷室形成的冷却部件接触并由其冷却。此时，将基体窄部的中央部的温度调节为约大于等于800℃小于等于900℃的最高温度。然后，在将构成基体的氧化铁还原之后，通过施加张力使基体断裂，由此在基体的破裂表面之间(如图4所示，基体部分25和基体部分26的断裂端面之间)形成了碳纳米结构体(碳纤维)。
此后，伴随着连续施加的张力，调节激光束照射和由冷却部件18和19进行的冷却，使得仅基体部分25的断裂端面被加热。然后，获得了长度为1500μm的碳纳米结构体。
另一方面，在电炉中加热整个基底材料(850℃，7分钟)的同时，用相似的装置构造对基体施加张力，从而在基体的断裂端面上形成碳纳米结构体。在这种情况中，在基底部件的整个表面上发生了渗碳反应，且碳纳米结构体在断裂端面(破裂部分)之间生长，但是碳纳米结构体在长度为大约100μm时停止生长。
应当理解的是本文所公开的实施方案在每一方面是说明性且非限制性的。本发明的范围由权利要求书而非上述说明书所限定，且旨在包括在权利要求的等价形式含义与范围内的任何变形。
工业实用性
根据本发明，能够获得弯曲得以减少的长的碳纳米结构体。
附图标记
1反应室；2驱动部件；3气体供给部分；4加热部件；6排放部分,7泵；8基底平台；9-12固定块；13联接杆；14控制器；15激光束引入部分；16激光束振荡部分；17激光束；18、19冷却部件；20基体；21切口；22原料气体引入部件；24光学系统；25、26基体部分；27、31箭头；30碳纳米结构体；32铁颗粒；33铁纳米丝。

Claims (14)

1.一种制造碳纳米结构体的方法，包括以下步骤：
制备由分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或彼此成为一体，所述催化剂部件和所述分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化；以及
通过向所述基体供给含碳的原料气体，同时加热所述基体并使所述分离部件与所述催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长，
所述使碳纳米结构体生长的步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：向所述催化剂部件中面向所述分离界面区域的部分局部地供给所述原料气体的步骤，其中所述碳纳米结构体在所述分离界面区域处生长；以及局部地加热所述分离界面区域的步骤。
2.根据权利要求1所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，在所述使碳纳米结构体生长的步骤中，进行所述供给原料气体的步骤和所述局部地加热所述分离界面区域的步骤这两个步骤。
3.一种制造碳纳米结构体的方法，包括以下步骤：
制备由分离部件和包含催化剂的催化剂部件形成的基体，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或彼此成为一体，所述催化剂部件和所述分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化；以及
通过向所述基体供给含碳的原料气体，同时加热所述基体并使所述分离部件与所述催化剂部件分离，从而使得碳纳米结构体在所述催化剂部件和所述分离部件之间的分离界面区域中生长，
在所述使碳纳米结构体生长的步骤中，通过从所述碳纳米结构体生长的所述催化剂部件的表面部分将所述催化剂部件部分地分离并拉入所述碳纳米结构体的内部，在所述表面部分处出现新形成的表面的同时使所述碳纳米结构体持续地生长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，在所述使碳纳米结构体生长的步骤中，将所述催化剂部件中除了所述分离界面区域之外的部分冷却。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，在所述使碳纳米结构体生长的步骤中，所述碳纳米结构体在含有所述催化剂部件的颗粒包含在所述碳纳米结构体内部的状态下生长。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，所述催化剂部件含有溶解碳的金属。
7.根据权利要求6所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，所述基体含有选自由FeO、Fe3O4和Fe2O3组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，所述催化剂部件是多孔体。
9.根据权利要求1至8任一项所述的制造碳纳米结构体的方法，其中，在所述使碳纳米结构体生长的步骤中，所述原料气体沿着与所述分离部件和所述催化剂部件分离的方向相反的方向从所述催化剂部件排出。
10.一种碳纳米结构体，包括：
由长度大于或等于1mm的碳制成的线性结构部分；以及
以分散形式位于所述线性结构部分内的金属纳米颗粒。
11.根据权利要求10所述的碳纳米结构体，其中
所述线性结构部分是筒状体，并且
所述金属纳米颗粒位于所述筒状体的内周侧。
12.一种用于制造碳纳米结构体的装置，包括：
保持部分，其能够在催化剂部件侧和分离部件侧保持由所述分离部件和包含催化剂的所述催化剂部件形成的基体，其中所述催化剂部件和所述分离部件彼此接触或彼此成为一体，所述催化剂部件和所述分离部件的接触部分或一体化部分中的至少一部分被氧化；
驱动部件，其用于移动所述保持部分以将所述分离部件与所述催化剂部件分离；
气体供给部分，其用于向所述基体供给原料气体；以及
加热部件，其能够局部地加热所述基体的一部分。
13.根据权利要求12所述的用于制造碳纳米结构体的装置，还包括用于冷却所述催化剂部件的一部分的冷却部件。
14.根据权利要求12或13所述的用于制造碳纳米结构体的装置，其中所述气体供给部分向所述基体中被所述加热部件局部加热的部分供给所述原料气体。
CN201480010925.2A 2013-02-27 2014-01-28 碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置 Active CN105073635B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013037552A JP6051943B2 (ja) 2013-02-27 2013-02-27 カーボンナノ構造体の製造方法およびその製造装置
JP2013-037552 2013-02-27
PCT/JP2014/051752 WO2014132724A1 (ja) 2013-02-27 2014-01-28 カーボンナノ構造体、カーボンナノ構造体の製造方法およびその製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105073635A true CN105073635A (zh) 2015-11-18
CN105073635B CN105073635B (zh) 2019-05-21

Family

ID=51427998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480010925.2A Active CN105073635B (zh) 2013-02-27 2014-01-28 碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9493354B2 (zh)
JP (1) JP6051943B2 (zh)
CN (1) CN105073635B (zh)
WO (1) WO2014132724A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109328177A (zh) * 2016-06-10 2019-02-12 住友电气工业株式会社 制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置
CN111587220A (zh) * 2017-11-15 2020-08-25 住友电气工业株式会社 碳纳米结构体制造方法、碳纳米结构体以及碳纳米结构体制造装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6435986B2 (ja) * 2015-05-15 2018-12-12 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法
JP6638339B2 (ja) * 2015-11-11 2020-01-29 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法及びカーボンナノ構造体の製造装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170089A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-04 David Lashmore Systems and methods for synthesis of extended length nanostructures
CN1886537A (zh) * 2003-10-16 2006-12-27 阿克伦大学 碳纳米纤维基板上的碳纳米管
CN1964918A (zh) * 2004-06-08 2007-05-16 住友电气工业株式会社 制备碳纳米结构体的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100376197B1 (ko) * 1999-06-15 2003-03-15 일진나노텍 주식회사 탄소 소오스 가스 분해용 촉매금속막을 이용한탄소나노튜브의 저온 합성 방법
JP2001048512A (ja) * 1999-08-04 2001-02-20 Ulvac Japan Ltd 垂直配向カーボンナノチューブの作製方法
JP4379247B2 (ja) 2004-04-23 2009-12-09 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法
US8797715B2 (en) * 2011-03-23 2014-08-05 Empire Technology Development Llc Capacitor with parallel nanotubes
JP5909826B2 (ja) 2012-05-11 2016-04-27 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1886537A (zh) * 2003-10-16 2006-12-27 阿克伦大学 碳纳米纤维基板上的碳纳米管
US20050170089A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-04 David Lashmore Systems and methods for synthesis of extended length nanostructures
CN1964918A (zh) * 2004-06-08 2007-05-16 住友电气工业株式会社 制备碳纳米结构体的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109328177A (zh) * 2016-06-10 2019-02-12 住友电气工业株式会社 制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置
CN111587220A (zh) * 2017-11-15 2020-08-25 住友电气工业株式会社 碳纳米结构体制造方法、碳纳米结构体以及碳纳米结构体制造装置
CN111587220B (zh) * 2017-11-15 2023-05-12 住友电气工业株式会社 碳纳米结构体制造方法、碳纳米结构体以及碳纳米结构体制造装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014132724A1 (ja) 2014-09-04
JP2014162705A (ja) 2014-09-08
US9493354B2 (en) 2016-11-15
CN105073635B (zh) 2019-05-21
US20160002041A1 (en) 2016-01-07
JP6051943B2 (ja) 2016-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105073635A (zh) 碳纳米结构体、以及用于制造碳纳米结构体的方法及装置
Pumera et al. Impurities in graphenes and carbon nanotubes and their influence on the redox properties
TW200535093A (en) Catalyst structural body and process for producing carbon nonotube by using the same
US9096434B2 (en) Method and apparatus for manufacturing carbon nanostructure, and carbon nanostructure assembly
JP2009149508A (ja) カーボンナノチューブ複合材料の製造方法
CN1764598A (zh) 碳纳米结构体的高效率合成方法、装置及碳纳米结构体
WO2004065294A8 (en) Systems and methods for producing single-walled carbon nanotubes (swnts) on a substrate
WO2010106983A1 (ja) 配向カーボンナノチューブ連続合成方法及び同連続合成装置
JP2008251708A (ja) 基板構造及びその製造方法
JP6476245B2 (ja) 炭素ナノ構造体成長用のｃｖｄ装置及び炭素ナノ構造体の製造方法
CN108349729B (zh) 制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置
Qian et al. A Comparison Between Reduced and Intentionally Oxidized Metal Catalysts for Growth of Single‐Walled Carbon Nanotubes
Agati et al. Formation of silicon nanocrystal chains induced via Rayleigh instability in ultrathin Si/SiO2 core/shell nanowires synthesized by an inductively coupled plasma torch process
JP4774994B2 (ja) カーボンナノ構造体の製造方法、触媒金属粒子複合材料およびその製造方法
JP7167053B2 (ja) カーボンナノ構造体製造方法及びカーボンナノ構造体製造装置
JP2009174093A (ja) カーボンファイバ製造方法
CN109328177B (zh) 制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置
JP2019052060A (ja) 炭素ナノ構造体成長用のｃｖｄ装置及び炭素ナノ構造体の製造方法
Liu et al. Concentration gradient induced morphology evolution of silica nanostructure growth on photoresist-derived carbon micropatterns
JP2007284257A5 (zh)
JP2008007376A (ja) ナノワイヤ部材およびその製造方法
JP2016013943A (ja) カーボンナノチューブの表面処理方法
CN101942646A (zh) 制膜设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant