硼链嵌入的碳纳米管的制作方法
【技术领域】
[0001]提供了硼链嵌入的碳纳米管以及用于制备硼链嵌入的碳纳米管的方法。
【背景技术】
[0002]存在许多用于大面积照明的方法，如0LED、无机LED阵列——其具有聚合物型扩散表面以提供用于显示器的均匀逆光，以及其它应用。一般而言，OLED面临寿命问题并且价格昂贵。白色无机LED仍然是昂贵的，并且需要扩散器以提供均匀照明。CCFL体积笨重，其通常包含有毒的水银并且短寿命且功率大。场致发光型照明便宜、操作和制作简单，但是它们一般效率低，并且它们通常是单色的。因此，对于能够在大面积上提供均匀的白光并且制造简单的更好材料存在需要。本文所述的组合物和用于制作组合物的方法满足了这些需要以及其它。
【发明内容】
[0003]提供了包括硼链嵌入的碳纳米管的组合物。在一些实施方式中，组合物是场致发光组合物。
[0004]提供了制备硼链嵌入的碳纳米管的方法。在一些实施方式中，方法包括在包括稀土金属混合物的加热炉中使烃气体和硼气体接触以产生硼链嵌入的碳纳米管。
[0005]提供了用于生产硼链嵌入的碳纳米管的系统。在一些实施方式中，系统包括气体入口 ；气体出口 ；硼气体发生器；加热炉；石英管；和脱水器(water trap) 0在一些实施方式中，气体入口和硼气体发生器连接至加热炉的第一侧，使得第一气体和硼气体发生器的产物可以同时进入加热炉；其中气体出口连接至加热炉的第二侧和脱水器；并且其中石英管在加热炉内。
[0006]提供了将硼链嵌入的碳纳米管固定在FTO玻璃板上的方法。在一些实施方式中，方法包括将硼链嵌入的碳纳米管分散在溶剂中；用分散的硼链嵌入的碳纳米管涂覆氟-锡-氧化物(FTO)玻璃板；以及蒸发溶剂以产生硼链嵌入的碳纳米管涂覆的FTO玻璃板。
[0007]提供了制作场致发光组合物的方法。在一些实施方式中，方法包括使铟-锡-氧化物(ITO)玻璃板与硼链嵌入的碳纳米管涂覆的FTO玻璃板接触。在一些实施方式中，在涂覆的FTO玻璃板和ITO玻璃板之间保持大约0.18mm的间隙。
[0008]提供了产生光的方法。在一些实施方式中，方法包括使电流通过本文所述的组合物。
[0009]提供了包括硼链嵌入的碳纳米管的发光体(light)。在一些实施方式中，发光体产生纯白色光。
[0010]附图简沐
[0011]图1图解了用于形成硼嵌入的碳纳米管的系统的非限制性实例。
[0012]图2图解了用于形成硼嵌入的碳纳米管的系统的非限制性实例。
[0013]发明详述
[0014]本说明书不限于所述的具体过程、组合物，或方法学，因为这些可以变化。说明书中使用的术语仅是为了描述具体形式或实施方式的目的，并且不意欲限制本文所述实施方式的范围。除非另外说明，本文使用的所有技术术语和科学术语具有本领域普通技术人员通常理解的相同含义。在一些情况中，为了清楚和/或为了便于参考，具有通常理解的含义的术语在本文中被定义，并且将这样的定义包括在本文中不应当必然地被解释为表示实质不同于本领域通常所理解的定义。但是，在矛盾发生的情况下，以包括定义的专利说明书为准。
[0015]同样地，必须注意，如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个” / “一种”和“所述” / “该”包括复数指代，除非上下文另外明确规定。
[0016]如该文件中使用的，术语“包括”、“具有”和“包含”以及如本文使用的它们的词形变化，意指“包括但不限于”。尽管各种组合物、方法和装置就“包括”各种组件或步骤(解释为意为“包括但不限于”)而言被描述，但所述组合物、方法和装置也可“基本上由各种组件和步骤组成”或“由各种组件和步骤组成”，并且这种术语应解释为限定本质上封闭式的组。
[0017]本文所述的实施方式提供了包括硼链嵌入的碳纳米管的组合物或化合物。在一些实施方式中，组合物是场致发光组合物。
[0018]如本文使用的，术语“场致发光组合物”指当将电施加至组合物时产生光的组合物。在一些实施方式中，该光是白光。在一些实施方式中，该光实质上是纯白色光。在一些实施方式中，该光是纯白色光。在一些实施方式中，当将电场施加至碳纳米管时，硼嵌入的碳纳米管产生纯白色光或实质上纯白色的光。在一些实施方式中，硼嵌入的碳纳米管产生除了纯白色光以外的光。光的颜色可以被修饰，例如通过用多化合价过渡金属纳米颗粒掺杂碳纳米管而被修饰。过渡金属纳米颗粒的实例包括但不限于铂、钯、金、银、钒等。纳米管可用不同过渡金属纳米颗粒中的一种或其组合掺杂。碳纳米管也可用例如氮、氧、卤素(如F、Cl、Br或I)或其组合掺杂。纳米管的掺杂将改变光的波长，因此使颜色被修饰。
[0019]在一些实施方式中，碳纳米管被涂覆在导电氧化物上。在一些实施方式中，导电氧化物是透明导电氧化物。在一些实施方式中，透明导电氧化物为大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、95或100%透明。在一些实施方式中，透明导电氧化物为至少50、60、70、80、90或95%透明。在一些实施方式中，透明导电氧化物为至少80%透明。
[0020]在一些实施方式中，导电氧化物具有大约1hm至大约50ohms的电导率。在一些实施方式中，导电氧化物具有大约5ohms至大约50ohms、大约10hms至大约50ohms、大约20ohms至大约50ohms、大约30ohms至大约50ohms或大约40ohms至大约50ohms的电导率。电导率的具体实例包括大约5ohms、大约lOohms、大约20ohms、大约30ohms、大约40ohms、大约50ohms和在这些值的任两个之间的范围。在一些实施方式中，电导率低于50ohms。
[0021]导电氧化物的实例包括但不限于氟-锡-氧化物(FTO)、铟-锡-氧化物(ITO)等。在一些实施方式中，纳米管被涂覆在导电氧化物玻璃板上。在一些实施方式中，玻璃板是FTO或ITO玻璃板。在一些实施方式中，组合物包括FTO玻璃板和ITO玻璃板。在一些实施方式中，碳纳米管被涂覆在软塑料上，以制造例如柔性发光显示器。本文所述的组合物可用于一般照明、显示器或逆光物，如显示器。
[0022]在一些实施方式中，导电玻璃板(例如，ITO玻璃板和FTO玻璃板)由间隙分开。在一些实施方式中，间隙为大约0.1mm至大约0.2mm。在一些实施方式中，间隙为大约0.15mm至大约0.2mm。在一些实施方式中，间隙为大约0.18mm至大约0.2mm。在一些实施方式中，间隙为大约0.18mm。间隙的具体实例包括大约0.10mm、大约0.11mm、大约0.12mm、大约0.13_、大约 0.14mm、大约 0.15_、大约 0.16_、大约 0.17_、大约 0.18_、大约 0.19_、大约0.20mm，以及在这些值的任两个之间的范围。在一些实施方式中，间隙是使得被发出的光的强度最大化的足够距离。当间隙增加时，由碳纳米管发出的光的强度将减小。因此，在一些实施方式中，光的强度通过增加或减小FTO和ITO层之间的间隙被调节。
[0023]本文所述的实施方式也提供制备硼链嵌入的碳纳米管的方法。在一些实施方式中，方法包括在加热炉中使至少一种烃气体和至少一种硼气体接触。在一些实施方式中，硼气体是B3N3H6。在一些实施方式中，硼气体是B2O3或BCl 3。本文所述的条件可根据使用的硼气体的具体类型而被修改。在一些实施方式中，烃气体是乙炔气体。在一些实施方式中，烃气体是甲烷。在一些实施方式中，硼气体和烃气体与加热炉顺序接触。在一些实施方式中，硼气体和烃气体与加热炉同时地(例如同步地)接触。
[0024]如本文使用的，术语“加热炉”指这样的装置、结构或设备，在其中可以发生反应，并且，例如，可以调节温度。针对被产生的产物且为了顺应系统，加热炉的精确结构可被修改。
[0025]在一些实施方式中，加热炉包括至少一种金属催化剂。不被任何具体理论限制，当在金属催化剂存在下烃气体与硼气体接触时，催化剂将促进硼嵌入的碳纳米管的产生。在一些实施方式中，金属催化剂是稀土金属混合物-镍(MmNi6)、1111祖3、祖、1?11、？1:、？(1、稀土金属混合物或它们的任何组合。如本文使用的，术语“稀土金属混合物”指稀土元素的合金。在一些实施方式中，催化剂封装或放置在石英衬底上，如，但不限于，石英管或石英台。在一些实施方式中，石英台放置在石英管中。石英管也可在加热炉内。
[0026]反应温度可根据所使用的烃气体而变化。因此，具体温度可根据用于产生硼嵌入的碳纳米管的具体烃气体而被修改。在一些实施方式中，温度为至少大约1100摄氏度。在一些实施方式中，温度为大约1000°C至大约1100°C、大约1025°C至大约1100°C、大约1150°C至大约1100°C或大约1175°C至大约1100°C。在一些实施方式中，温度为大约650°C至大约800°C、大约675°C至大约775°C或大约70