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公开(公告)号：CN114212774B
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202111538047.X
申请日：2021-12-15
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B32/162 , C01B32/159 , B01J23/78
Abstract: 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：CN116005172A
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202211663064.0
申请日：2022-12-23
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C25B1/04 , C25B1/50 , C25B11/065 , C25B11/054 , C25B11/081 , C25B11/089 , C25B11/075
Abstract: 本发明涉及可再生清洁能源领域，具体为一种光热与电催化双功能复合纳米碳薄膜连续全电解海水的方法及装置。该方法利用具有高光热转换效率和高电解水催化活性的复合纳米碳薄膜吸收太阳光产生热量蒸发海水产生淡水，同时以该薄膜为电解水的阴极，设计带连通器的电解池引入电解质溶液，光照并通电后实现连续地海水淡化‑全电解。即采用物理沉积/湿化学合成方法在多孔纳米碳材料薄膜上担载具有电催化活性的纳米颗粒/纳米线构筑复合薄膜，在薄膜下平铺细菌纤维素等吸水材料并置于隔热载体上，将细菌纤维素的另一端浸入海水使其成为水通道连接海水与复合薄膜。该复合薄膜可实现连续淡化和电解海水，在低碳排放下高效获得清洁能源氢气。
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公开(公告)号：CN115594945A
公开(公告)日：2023-01-13
申请号：CN202211262122.9
申请日：2022-10-14
Applicant: 中国科学院金属研究所(CN)
Abstract: 本发明涉及结构/功能复合材料领域，具体为一种结构/电磁屏蔽一体化混杂复合材料的制备方法。以高质量石墨烯三维网络作为基本构筑单元，在其表面生长氧化锌纳米线，获得多尺度混杂复合材料，进而将其与碳纤维布层叠铺设，经树脂灌注成型，获得具有高取向结构的层状多尺度混杂复合材料。本发明充分发挥高质量连续石墨烯三维网络电导率高、有效反射面积大以及柔韧轻质的显著优势，结合氧化锌纳米线优异的介电损耗特性以及微纳结构特征，通过结构排列取向与界面调控获得兼具高屏蔽效能及优异力学性能的多尺度混杂复合材料。
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公开(公告)号：CN114686861A
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202210284742.6
申请日：2022-03-22
Applicant: 中国科学院金属研究所
Abstract: 本发明涉及单壁碳纳米管网络形貌可控制备领域，具体为一种晶面台阶取向与高度控制生长单壁碳纳米管网络形貌的方法。选择铝酸镁尖晶石MgAl2O4衬底的(100)、(110)和(111)面，通过热处理条件调控衬底晶面的结晶度和原子台阶取向、高度，利用常压化学气相沉积法，分别在三种晶面上直接生长正交、平行和杂乱取向的单壁碳纳米管网络。本发明通过选取衬底晶面和调控台阶取向与高度，基于单壁碳纳米管与晶面原子的强相互作用，分别实现了正交、平行和杂乱取向单壁碳纳米管网络形貌的控制，为探索新型碳纳米管基纳电子器件奠定了材料基础。
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公开(公告)号：CN111924826B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202010709224.5
申请日：2020-07-22
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B32/159 , C01B32/162 , B01J23/889 , B01J37/18
Abstract: 本发明涉及金属性单壁碳纳米管的可控制备领域，具体为一种窄直径分布、高纯度金属性单壁碳纳米管的制备方法。利用嵌段共聚物自组装法可控制备尺寸均一的催化剂纳米颗粒，通过设计催化剂的成分并调控其氧化、还原条件，获得尺寸均一、单分散、密排六方结构、高熔点的双金属固溶体纳米颗粒；再通过控制低温、低碳源、低氢气和低载气流速的动力学反应条件实现准静态化学气相沉积过程，直接生长直径为1.1±0.3nm、纯度达80wt％的金属性单壁碳纳米管。本发明通过催化剂设计结合生长热力学和动力学控制，实现了窄直径分布、高纯度金属性单壁碳纳米管的直接可控生长，提高了金属性单壁碳纳米管的结构控制精度，为推动金属性单壁碳纳米管的应用奠定材料基础。
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Patent Agency Ranking
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
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: D01F9/12
Abstract: 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
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: G01N27/00 , H01L31/028 , H01L31/074
Abstract: 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
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: D01F9/12 , C01B32/174
Abstract: 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
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B32/162 , C01B32/159 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 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
Applicant: 中国科学院金属研究所
Abstract: 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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