TW201348490A - 製備奈米碳管之方法以及奈米碳管及其電極與應用 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種製備奈米碳管(carbon nanotubes,CNTs)之方法，其包括提供一表面具有催化劑/鈦覆蓋之基材(catalyst-Ti-coated substrate)；以射頻氫氣電漿(radio frequency hydrogen-plasma)對於該基材進行前處理(pretreat)後，再藉由熱化學氣相沉積法(thermal chemical vapor deposition,TCVD)於一加熱溫度，並通入氨氣以及氫氣，而直接形成一具有垂直排列、高密集度與低非晶質碳之奈米碳管。本發明更提供一種如前述方法所製得之奈米碳管及其電極。本發明藉由射頻氫氣電漿前處理催化劑、調控溫度、氨氣及氫氣之體積流量，可促使生長之奈米碳管具有垂直排列、高密集度、低非晶質碳與較大平均比表面積，進而提升其奈米碳管電極之比電容值與壽命。
Description
本發明係關於一種製備奈米碳管之方法，尤指一種藉由射頻氫氣電漿前處理催化劑、調控製備奈米碳管之溫度、氨氣以及氫氣體積流量以製備垂直排列、高密集度與低非晶質碳之奈米碳管之方法。本發明亦關於一種奈米碳管。本發明另關於一種奈米碳管電極。本發明另關於一種具有前述奈米碳管電極之電化學電容器。本發明另關於一種具有前述奈米碳管電極之電池。
相較於電池及電容器，電化學電容器(electrochemical capacitor)係一種具有高功率密度、循環壽命長以及高能量密度之充放電裝置，因此經常應用在能量輸出的裝置、電動車的煞車系統及加速工具、筆記型電腦與燃料電池之起始功率等。依據能源儲存之形式，電化學電容器可分為兩種類型，一種係為電雙層電容器(electric double layer capacitors,EDLC)，另一種係擬電容器(pseudo-capacitors)。其中電雙層電容器之電容係藉由電極與電解質界面間因庫侖靜電力所造成電荷分離的現象以達儲電能的目的；擬電容器之電容主要是利用電極表面進行快速且連續的氧化還原反應來儲存電能。
近年來研究顯示，由於奈米碳管(carbon nanotubes,CNTs)具有較高的可接近表面積(accessible surface area)(例如奈米碳管的奈米級尺寸、中空結構、低比例之微孔結構)、低電阻以及高穩定性等獨特的特性，故奈米碳管相當適合
作為電化學電容器的電極材料。
就目前現有技術而言，藉由觸媒化學氣相沉積法(catalytic chemical vapor deposition,CCVD)生長奈米碳管之製程中，通常係以過渡金屬元素(transition metals)之鐵(Fe)、鈷(Co)以及鎳(Ni)作為催化劑，並通入甲烷(CH4)及乙炔(C2H2)等氣體作為成長奈米碳管時所需的碳源；其中由於催化劑未達到適當溫度、碳源供應不足以及奈米碳管成長速率未能平衡等缺點，導致奈米碳管內部產生五角碳環或七角碳環而使得奈米碳管呈現彎曲狀、低密集度與高非晶質碳，進而造成其比電容值下降，亦影響其循環使用壽命。
鑒於現有技術之奈米碳管係彎曲狀、低密集度與高非晶質碳之缺點，故本發明之目的在於提供一種製備奈米碳管之方法，藉由提升奈米碳管之垂直排列度、密集度及平均比表面積與降低非晶質碳，進而提升比電容值與壽命。
為達上述目的，本發明提供一種製備奈米碳管之方法，其包括：提供一表面具有催化劑/鈦覆蓋之基材(catalyst-Ti-coated substrate)；以射頻氫氣電漿(radio frequency hydrogen-plasma)對於該基材進行前處理(pretreat)後，再藉由熱化學氣相沉積法(thermal chemical vapor deposition,TCVD)於一加熱溫度，並通入氨氣以及氫氣，而直接形成一具有垂直排列、高密集度與低非晶質碳之奈米碳管(carbon nanotube)。
依據本發明，「催化劑」如此處所指係任何適宜生長
奈米碳管之過渡金屬；較佳的，所述之催化劑係鈷(Co)。
較佳的，所述之基材可以是任何適用作為支撐催化劑以生長奈米碳管結構的材料，其包括，但不限於石墨(graphite)及矽(silicon)。
依據本發明，「射頻氫氣電漿」如此處所指係用於促使催化劑形成奈米顆粒及減少催化劑表面之金屬氧化物；以下列反應條件為例：將基材置於反應腔室[頻率為13.56兆赫(mega hertz,MHz)、最大功率為100瓦(W)之射頻電漿]，將反應腔室之背景壓力抽至7x10-6托爾(torr)、氫氣體積流量為每分鐘50標準立方公分(sccm,standard cubic centimeter per minute,cm3/min)、電漿壓力控制為5 torr、電漿功率為50 W、基材溫度為500℃、時間為8分鐘(min)。
依據本發明，「熱化學氣相沉積法」如此處所使用係指將催化劑/鈦覆蓋之基材置於反應腔室中，通入碳源氣體例如乙炔(C2H2)及氬氣(Ar)，並藉由化學反應生成奈米碳管；以下列反應條件為例：將前述之基材置於高溫爐加熱，並通入50 cm3/min之乙炔及100 cm3/min之氬氣(Ar)，並歷經20 min。
較佳的，所述之加熱溫度係介於700℃至800℃。
較佳的，所述之氨氣之體積流量係介於0 cm3/min至60 cm3/min。
較佳的，所述之氫氣之體積流量係介於0 cm3/min至21 cm3/min。
依據本發明，「垂直排列」如此處所使用係指以基材具有一水平面，奈米碳管大致垂直生長於基材之水平面方
向延伸生長，基於碳源與自組合之特性，所形成之奈米碳管之延伸方向可稍有不同，較佳的，其中各奈米碳管軸心延伸方向與基材的水平表面呈約85°至95°；更佳的，約88°至93°；又更佳的約89°至91°。
依據本發明，「高密集度」如此處所使用係指奈米碳管之比表面積係介於2.36×1016平方奈米/平方公分(nm2/cm2)至2.67×1016 nm2/cm2之間。
依據本發明，「低非晶質碳」如此處所使用係指石墨化程度(IG/ID值)介於0.89至0.95之間。
本發明又提供一種奈米碳管，其中包含如前述之方法所製得，且該奈米碳管之軸心延伸方向與基材的水平表面呈約85°至95°之垂直排列；該奈米碳管之比表面積係介於2.36×1016 nm2/cm2至2.67×1016 nm2/cm2之間；該奈米碳管之石墨化程度(IG/ID值)介於0.89至0.95之間。
本發明再提供一種奈米碳管電極，其中包含如前述之奈米碳管。
本發明更提供一種電化學電容器，其係包括如前所述之奈米碳管電極。
本發明更提供一種電池，其係包括如前所述之奈米碳管電極。
本發明相較於現有技術，具有下列優點：
1.本發明係以鈦作為阻障層(barrier layer)，可用以防止矽化物產生，且該鈦阻障層可增加奈米碳管於基材上的附著性。
2.本發明藉由氫電漿前處理催化劑後，該氫電漿可還原
催化劑表面氧化物，而使其保有催化劑之活性，且可使催化劑形成奈米顆粒狀的結構，可促使所生長之奈米碳管電極具有較大的密集度與平均比表面積，亦可提升其比電容值。
3.本發明藉由調控製備奈米碳管之溫度，可提升觸媒之活化能以及碳原子(乙炔)裂解速率，進而提升其比電容值與壽命。
4.本發明於熱化學氣相沉積法生長奈米碳管電極之製程中，通入氨氣與氫氣可抑制非晶質碳之生成，通入氨氣與氫氣亦能幫助生長具有垂直排列之奈米碳管電極，使電解質離子(electrolyte ion)較易滲透至奈米碳管底部之潛在電活性區位置(potentially electroactive site)，可提高比電容值與壽命，且本製程易於放大，亦較具商業生產潛力。
5.本發明係將奈米碳管直接成長於基材上，其製程不需進行奈米碳管萃取、不需再利用溶劑溶解奈米碳管、不需進一步將奈米碳管沉積於基材上或使用黏著劑將奈米碳管黏於基材上，而使集電器與奈米碳管之間的接觸阻力增加，進而降低其電化學特性。
以下針對本發明的技術內容，藉由圖式及較佳實施例，進一步闡述本發明為達上述目的所使用的技術手段。
1.材料
鈦靶材之純度係99.995%，購自於美國SCM,Inc公司；鈷靶材之純度係99.9%，購自於美國SCM,Inc公司；乙炔
之純度係99.999%，購自於一展氣體公司；氬氣之純度係99.999%，購自於冷研氣體公司；氨氣之純度係99.999%，購自於冷研氣體公司；氫氣之純度係99.999%，購自於冷研氣體公司；恆電位儀之型號為CHI 608B，購自於美國CH Instrument公司；恆溫循環水槽之型號為G10，購自於DENG YNG公司；場效發射掃描式電子顯微鏡(field-emission-scanning electron microscopy,FE-SEM)之型號為JSM-6700F，購自於日本JEOL公司；穿透電子顯微鏡(transmission electron microscopy,TEM)之型號為JSM-2010，購自於日本JEOL公司；顯微拉曼光譜儀(microscopes Raman spectrometer)之型號為inVia，購自於英國Renishaw公司。
2.方法
(1)電化學之充放電測試分析
使用銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極作為參考電極，並使用鉑(Pt)作為對應電極以及各樣本作為工作電極，而形成三極式電容器(three-electrode cell)的形式，並以恆電位儀進行循環伏安法測試。在進行測試前，所使用的工作電極、參考電極及對應電極置於一溶液中，並使用氮氣(N2)對該溶液進行除氣(degas)。將該溶液置於恆溫循環水槽中，並使該溶液的溫度維持在25℃。此測試係於一具有0.5莫耳濃度(M)硫酸(sulfur acid,H2SO4)水溶液中，掃描速率為100毫伏特/秒(mVs-1)，所施加的電壓值為0伏特(V)至1伏特，並將所測試出的數值標準化為1克(g)的奈米碳管電極所具有的電容；再以循環數對比電容來作圖以分析循環壽命，並藉由
循環數對比電容作圖以比較於不同條件所生長之奈米碳管作為電極對於電容量與壽命的影響。
(2)場效發射掃描式電子顯微鏡之觀察
將各樣本置於場效發射掃描式電子顯微鏡下，以放大倍率10,000倍至100,000倍觀察分析。
(3)穿透電子顯微鏡之觀察
將各樣本置於穿透電子顯微鏡下，以放大倍率40,000倍至80,000倍觀察分析。
(4)顯微拉曼光譜儀之測試分析
可由顯微拉曼光譜儀來檢測奈米碳管電極之石墨化程度(IG/ID值)，並利用其來判定奈米碳管電極之壽命。
準備一矽箔(silicon foil)，其體積為1x1x0.05立方公分(cm3)(或1x2x0.05立方公分)。將矽箔浸於含有去離子水(de-ionized water)與丙酮之溶液中，去離子水與丙酮之體積比為1：1；再透過超音波震盪15 min以脫脂(degreasing)，接著，再置於烘箱中，於50℃的溫度環境下乾燥，以使該經脫脂之矽箔的重量達到恆定。
再將一尺寸為3.5英吋圓盤之鈦靶材置於與前述之矽箔之上，且距離為10公分(cm)的位置，並於濺鍍背景壓力為7×10-6 torr的真空環境中，濺鍍時間為1.5小時，濺鍍功率為60 W、濺鍍壓力為20毫托爾(mtorr)、氬氣體積流量為25 cm3/min，利用射頻磁控濺鍍法(radio frequency magnetron sputtering)將鈦沉積於該矽箔的表面，以形成一表面含有鈦之矽箔，且其濺鍍過程中，不加熱基材。
接著，再將一尺寸為3.5英吋圓盤之鈷靶材置於與前述之表面含有鈦之矽箔之上，且距離為10 cm，並於濺鍍背景壓力為7×10-6 torr的真空環境中，濺鍍時間為10 min，濺鍍功率為50 W、濺鍍壓力為5 mtorr、氬氣體積流量為25 cm3/min，利用射頻磁控濺鍍法將鈷沉積於該表面含有鈦之矽箔之表面，亦即鈦係位於鈷與矽箔表面之間，以形成一表面具有鈷/鈦覆蓋之基材，其中鈷係作為催化劑。
將實施例1所得之表面具有鈷/鈦覆蓋之基材置於反應腔室(反應條件：頻率為13.56 MHz、最大功率為100 W之射頻電漿)，將反應腔室之背景壓力抽至7x10-6 torr、氫氣體積流量為50 cm3/min、電漿壓力控制為5 torr、電漿功率為50 W、基材溫度為500℃、時間為8 min。
本實施例係利用熱化學氣相沉積法於各種不同條件於表面具有鈷/鈦覆蓋之基材上生長奈米碳管。
樣本1：將製備例1之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟(quartz boat)中，並將石英舟置入高溫爐之石英管(quartz tube)中加熱至700℃，並通入乙炔(C2H2)及氬氣(Ar)，其中乙炔體積流量係50 cm3/min、氬氣體積流量係100 cm3/min；並通入50 cm3/min之氨氣體積流量歷經20 min，使奈米碳管直接成長於基材上，即可獲得一奈米碳管於以下內文中均以「樣本1」表示之；為增加基材之導電性，
以少量電傳導膠(electrically conductive cement)將具有奈米碳管之鈷/鈦覆蓋的基材固著於鋁電流集電器(aluminum current collector)，即可獲得一奈米碳管電極(carbon nanotube electrode)。
樣本2：將製備例1之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，並將石英舟置入高溫爐之石英管中加熱至750℃，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本2」表示之。
樣本3：將製備例1之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，並將石英舟置入高溫爐之石英管中加熱至800℃，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本3」表示之。
樣本4：將製備例1之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，除不通入氨氣之外，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本4」表示之。
樣本5：將製備例1之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，並通入40 cm3/min之氨氣體積流量，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本5」表示之。
樣本6：將製備例1之表面具有鈷/鈦的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，並通入60 cm3/min之氨氣體積流量，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本6」表示之。
樣本7：將製備例2之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於
石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本7」表示之。
樣本8：將製備例2之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，並通入11 cm3/min之氫氣體積流量，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本8」表示之。
樣本9：將製備例2之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，並通入16 cm3/min之氫氣體積流量，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本9」表示之。
樣本10：將製備例2之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，以高溫爐加熱至750℃，並通入21 cm3/min之氫氣體積流量，其餘製備步驟均與樣本1的製備步驟相同，所獲得的奈米碳管於以下內文中均以「樣本10」表示之。
表1係各樣本於不同條件之生長環境。其中樣本1至樣本3係將氨氣體積流量固定為50 cm3/min，以比較不同加
熱溫度對於生長奈米碳管之影響；樣本2及樣本4至樣本6係將加熱溫度固定為750℃，以比較不同氨氣體積流量對於生長奈米碳管之影響。
樣本7至樣本10係將製備例2之表面具有鈷/鈦覆蓋的基材置於石英舟後，將加熱溫度固定為750℃以及氨氣體積流量固定為50 cm3/min，以比較不同氫氣體積流量對於生長奈米碳管之影響。
本實施例是利用如「材料及方法」中所述的電化學之之充放電測試、場效發射掃描式電子顯微鏡觀察以及顯微拉曼光譜儀測試分析，以評估不同溫度對於生長奈米碳管之影響。
請參考圖1所示，其係為樣本1至樣本3之比電容及循環數的結果比較圖。由圖1可知，當循環數為100次時，加熱溫度由700℃至750℃之比電容係上升的，但加熱溫度由750℃至800℃之比電容係下降的；請參考表2所示，加熱溫度為750℃所生長之樣本2之平均比表面積大於加熱溫度為700℃所生長之樣本1或800℃所生長之樣本3之平均比表面積，而使得加熱溫度為750℃所生長之樣本2之比電容值高於700℃所生長之樣本1或800℃所生長之樣本3之比電容值。
請參考圖2A至圖2C所示，其係分別為樣本1至樣本3以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。相較於加熱溫度700℃生長之樣本1(圖2A)或800℃生長之樣本3(圖2C)，加熱溫度為750℃生長之樣本2(圖2B)具有均勻較垂直排列趨勢；且於750℃生長之樣本2時，其電解質離子(electrolyte ion)較易滲透至奈米碳管底部，並而使得位於底部之電活性區位置(electroactive site)亦可充份利用，進一步可幫助提高其比電容值。此外，加熱溫度為750℃生長之樣本2當加熱溫度為750℃時，由表2得知其IG/ID較大，亦即其非晶碳之量較小，而使得加熱溫度為750℃之奈米碳管電極之比電容下降速率(decreasing rate)較慢於加熱溫度700℃或800℃之下降速率。
本實施例是利用如「材料及方法」中所述的電化學之充放電測試、場效發射掃描式電子顯微鏡觀察以及透射電子顯微鏡觀察分析，以評估通入不同氨氣體積流量對於生長奈米碳管之影響。
請參考圖3所示，其係為樣本2及樣本4至樣本6之比電容及循環數的結果比較圖。其係將加熱溫度固定為750℃，以比較不同氨氣體積流量對於奈米碳管之比電容之影
響。通入氨氣體積流量所生長之樣本2、樣本5及樣本6之密集度以及平均比表面積皆高於未通入氨氣體積流量所生長之樣本4；如表2及圖3所示，故當循環數為100次時，通入氨氣體積流量所生長之樣本2、樣本5及樣本6具有較高比電容值。
請參考圖4A及圖4B所示，其係分別為樣本4及樣本2以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。由圖4A及圖4B可知，氨氣體積流量為50 cm3/min所生長之樣本2(圖4B)相較於氨氣體積流量為0 cm3/min所生長之樣本4(圖4A)具有較垂直排列趨勢。此外，如表2所示，通入氨氣所生長之樣本2之IG/ID值明顯高於無通入氨氣之樣本4之IG/ID值，亦即無通入氨氣所生長之樣本4具有較多數量之非晶質碳，即表示氨氣可有效抑制非晶質碳產生，且如圖3所示，無通入氨氣所生長之樣本4之比電容下降速率快於氨氣體積流量為50 cm3/min所生長之樣本2之比電容下降速率。
請參考圖5A及圖5B所示，其係分別為樣本4及樣本2以穿透電子顯微鏡觀察之結果圖。由圖5A及圖5B可知，氨氣體積流量為50 cm3/min所生長之樣本2(圖5B)相較於氨氣體積流量為0 cm3/min所生長之樣本4(圖5A)具有竹節狀結構產生。
本實施例是利用如「材料及方法」中所述的電化學之充放電測試以及場效發射掃描式電子顯微鏡觀察分析，以評估氫電漿前處理對於生長奈米碳管之影響。
請參考圖6所示，其係樣本2及樣本7之比電容及循環數的結果比較圖。由圖6可知，以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7之比電容值皆高於未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2之比電容值，且以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7之比電容下降速率相似於未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2之比電容下降速率。且由表2可知，以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7以及未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2之石墨化程度(IG/ID值)近乎相同，故以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7之比電容下降速率相似於未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2之比電容下降速率。
請參考圖7A及圖7B所示，其係樣本2及樣本7以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。由圖7B可知，催化劑經由氫電漿前處理後，會還原催化劑表面鈷氧化物，而使其保有催化劑鈷之活性，並使催化劑形成奈米顆粒狀的結構，以作為奈米碳管生長之晶核(nucleation seed)，並如表2所示，經由氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7相較於未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2具有較大的平均比表面積，固以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本7之比電容值皆高於未以氫電漿前處理催化劑所生長之樣本2之比電容值。
請參考圖8所示，其係樣本7之循環伏安圖，其條件係掃描速率為100 mV/s，電解質為0.1M H2SO4。
本實施例是利用如「材料及方法」中所述的電化學之
充放電測試分析，以評估通入不同氫氣體積流量對於生長奈米碳管之影響。
請參考圖9所示，其係樣本8至樣本10之比電容及循環數的結果比較圖。請參考表3所示，通入氫氣流量體積為16 cm3/min所生長之樣本9之表面積高於通入氫氣流量體積為11 cm3/min所生長之樣本8及通入氫氣流量體積為21 cm3/min所生長之樣本10，故以通入氫氣流量體積為16 cm3/min所生長之樣本9之比電容值較高。
以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明有任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
圖1係本發明之製備例所得的樣本1至樣本3之比電容及循環數的結果比較圖。
圖2A至圖2C係分別為本發明之製備例所得的樣本1
至樣本3以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。
圖3係本發明之製備例所得的樣本2及樣本4至樣本6之比電容及循環數的結果比較圖。
圖4A及圖4B係分別為本發明之製備例所得的樣本4及樣本2以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。
圖5A及圖5B係分別為本發明之製備例所得的樣本4及樣本2以穿透電子顯微鏡觀察之結果圖。
圖6係本發明之製備例所得的樣本2及樣本7之比電容及循環數的結果比較圖。
圖7A及圖7B係分別為本發明之製備例所得的樣本2(催化劑未以氫電漿前處理)及樣本7(催化劑以氫電漿前處理)以場效發射掃描式電子顯微鏡觀察之結果圖。
圖8係本發明之製備例所得的樣本7之循環伏安圖。
圖9係本發明之製備例所得的樣本8至樣本10之比電容及循環數的結果比較圖。
Claims (11)
- 一種製備奈米碳管之方法，其包括：提供一表面具有催化劑/鈦覆蓋之基材(catalyst-Ti-coated substrate)；以射頻氫氣電漿(radio frequency hydrogen-plasma)對於該基材進行前處理(pretreat)後，再藉由熱化學氣相沉積法(thermal chemical vapor deposition,TCVD)於一加熱溫度，通入氨氣以及氫氣，以形成一具有垂直排列、高密集度與低非晶質碳之奈米碳管(carbon nanotubes)。
- 如請求項1所述之方法，其中催化劑係鈷(Co)。
- 如請求項1所述之方法，其中基材係石墨(graphite)或矽(silicon)。
- 如請求項1所述之方法，其中加熱溫度係介於700℃至800℃。
- 如請求項1所述之方法，其中氨氣之體積流量係介於0 cm3/min至60 cm3/min。
- 如請求項1所述之方法，其中氫氣之體積流量係介於0 cm3/min至21 cm3/min。
- 一種奈米碳管，其中包含如請求項1至6中任一項所述之方法所製得。
- 如請求項7所述之奈米碳管，其中奈米碳管之軸心延伸方向與基材的水平表面呈約85°至95°之垂直排列；該奈米碳管之比表面積係介於2.36×1016 nm2/cm2至2.67×1016 nm2/cm2之間；該奈米碳管之石墨化程度(IG/ID值)介於0.89至0.95之間。
- 一種奈米碳管電極，其中包含如請求項7或8任一項所述之奈米碳管。
- 一種電化學電容器，其中包含如請求項9所述之奈米碳管電極。
- 一種電池，其中包含如請求項9所述之奈米碳管電極。
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| TW101117330A TWI477639B (zh) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Preparation of carbon nanotubes and carbon nanotubes and their carbon nanotubes and their applications |
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