石墨烯/奈米碳管复合结构及其制作方法与流程

文档序号:11909516阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种石墨烯/奈米碳管复合结构,具有三维方向,其特征在于,包括:

多个石墨烯片,每个石墨烯片为一薄片状并具有一平面方向,且每个石墨烯片是由N个石墨烯层所堆叠形成,而N为1~1000之间的正整数;

多个金属颗粒,是批覆于所述石墨烯片上;以及

多个奈米碳管,每个奈米碳管具有一轴向,是利用所述金属颗粒作为成长位置而垂直成长于所述石墨烯片上,以使得该奈米碳管的轴向是垂直于该石墨烯片的平面方向,且所述石墨烯片之间是由所述碳米碳管形成一立体障碍而相互分离,而所述奈米碳管及所述石墨烯片之间以化学键结而相连接。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/奈米碳管复合结构,其特征在于,进一步具有一磁性。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/奈米碳管复合结构,其特征在于,所述石墨烯片的堆积密度是在0.1g/cm3至0.01g/cm3之间,且每个石墨烯片具有一厚度、一平面横向尺寸、一含氧量、一含碳量及一比表面积,而该厚度是在1nm至50nm的区间,该平面横向尺寸是在1um至100um的区间,该含氧量是小于3wt%,该含碳量是大于95wt%,该比表面积为20至750m2/g,且该平面横向尺寸及该厚度的一比值是在10至10000的区间。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/奈米碳管复合结构,其特征在于,进一步具有一堆积密度,小于0.03g/cm3

5.一种石墨烯/奈米碳管结构的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

一石墨烯片准备步骤,准备多个石墨烯片,且每个石墨烯片是由N个石墨烯层所堆叠形成,而N为1~1000之间的正整数;

一化学沉淀步骤,将所述石墨烯片分散于包含一金属盐类前驱物的一水溶液中,并利用一沉淀反应而析出一金属盐类,并沉积于所述石墨烯片的表面上;

一还原步骤,将表面沉积有该金属盐类的所述石墨烯片置于一高温中进行一还原热处理,以使得该金属盐类进一步经加热分解而还原为多个金属颗粒;以及

一奈米碳管成长步骤,对表面沉积有所述金属颗粒的所述石墨烯片,提 供一气相碳源及一还原气氛,并进行一高温处理而于所述金属颗粒上成长多个奈米碳管,且该奈米碳管的一轴向垂直于该石墨烯片的一平面方向。

6.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,所述石墨烯片的堆积密度是在0.1g/cm3至0.01g/cm3之间,且每个石墨烯片具有一厚度、一平面横向尺寸、一含氧量、一含碳量及一比表面积,而该厚度是在1nm至50nm的区间,该平面横向尺寸是在1um至100um的区间,该含氧量是小于3wt%,该含碳量是大于95wt%,该比表面积为20至750m2/g,且该平面横向尺寸及该厚度的一比值是在10至10000的区间。

7.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,该金属盐类前驱物包含铜、镍及铁的至少其中之一的金属元素,而该金属盐类为包含铜、镍及铁的至少其中之一的金属元素的盐类。

8.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,该还原步骤于一保护气氛中进行,而该保护气氛包含一还原气氛,且该还原气氛包含氢气,而该高温的温度是大于200℃,并低于1200℃。

9.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,该奈米碳管成长步骤的气相碳源选自气相碳氢化合物,且该气相碳氢化合物包含甲烷。

10.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,该奈米碳管成长步骤的高温处理的一处理温度是大于800℃,并低于1500℃。

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