氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法
【專利摘要】本發明涉及金屬性單壁碳納米管的直接、大量、可控制備領域，具體為一種氮在碳網格上的少量摻雜生長高質量、金屬性單壁碳納米管的方法。以有機氣態烴為碳源氣體，以氫氣為載氣，以二茂鐵為催化劑前驅體，以硫粉為生長促進劑，以三聚氰胺或者尿素等含氮有機物為氮源；在一定溫度下同時進行單壁碳納米管的生長和氮元素的摻雜，通過調控實驗條件實現了氮元素在碳網格上的摻雜，最終獲得高質量、金屬性的單壁碳納米管宏量樣品。本發明實現了金屬性單壁碳納米管大量、直接控制生長，克服了現有化學和物理方法分離過程中對單壁碳納米管本征結構破壞嚴重、過程復雜、而直接通過氮摻雜制備金屬性單壁碳納米管方法中引入結構缺陷等問題。
【專利說明】氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬性單壁碳納米管的直接、可控制備領域，具體為一種氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，采用浮動催化劑法生長金屬性單壁碳納米管，在浮動催化劑化學氣相沉積生長單壁碳納米管過程中，原位引入氮元素，實現了氮在單壁碳納米管上網格上的摻雜，獲得了高質量、金屬性單壁碳納米管。
【背景技術】
[0002]碳納米管具有獨特而優異的傳輸特性，被認為是構建下一代納電子器件的理想材料之一。單壁碳納米管的導電屬性可表現為金屬性或半導體性，取決于構成其石墨烯片層的卷曲方式。半導體性單壁碳納米管可用于構建場效應晶體管和光電子器件，而金屬性單壁碳納米管可用作高頻裝置或器件間的互連導線。目前制備得到的單壁碳納米管通常是金屬性和半導體性碳納米管的混合物，這在很大程度上妨礙了單壁碳納米管在微電子器件等領域的應用及相關研究。因此，單一導電屬性單壁碳納米管的制備研究倍受關注。目前獲得單一導電屬性單壁碳納米管的方法主要分兩種:即后處理分離方法和直接生長法。其中，后處理分離方法不可避免地涉及一些表面官能化處理、高速離心等化學和物理過程，易在碳納米管中引入結構缺陷和雜質，從而影響其本征性能和實際應用；同時，分離工藝通常較為復雜，對設備要求也較高。另一方面，直接生長單一導電屬性單壁碳納米管的研究于近期取得了較大進展。直接生長主要利用金屬性和半導體性單壁碳納米管在反應活性上具有微弱差別。金屬性碳納米管的反應活性相對較高，在制備過程中引入刻蝕性氣體或光輻照等會優先刻蝕掉金屬性單壁碳納米管。相比于半導體性單壁碳納米管，金屬性單壁碳納米管的控制制備進展緩慢。僅有Avetik等人報道通過改變催化劑熱處理所用的氣體種類，來調控催化劑的形貌，制備出含量為91%的金屬性單壁碳納米管(文獻IHarutyunyan AR, ChenGGj Paronyan TM，Pigos EMj Kuznetsov OAj Hewaparakrama K，Kim SM, Zakharov D，StachEAjSumanasekera GUjScience2009，326(5949)，116 - 120)。
[0003]摻雜對硅基半導體材料導電屬性的成功調控給單一導電屬性單壁碳納米管的可控制備提供了有益的啟示。氮與碳的原子尺寸相近，氮原子易于進入石墨網格內，成為氮摻雜單壁碳納米管。理論計算表明:由于氮原子比碳原子多一個價電子，當氮原子摻雜到單壁碳納米管的石墨網格內，半導體性單壁碳納米管可全部轉變為金屬性，而金屬性單壁碳納米管仍然保持金屬性(文獻2，Terrones M, Filho AGS, Rao AM, Top.Appl.Phys.2008, 111,531 - 566 ；Yu SS, Zheng WT, Nanoscale2010, 2 (7), 1069 - 1082.18-19)。在已有氮摻雜單壁碳納米管的研究中，由于氮摻雜方式不可控、樣品純度較低及單壁碳納米管結構缺陷較多等原因，鮮有單壁碳納米管導電屬性調控的報道。而僅有的通過氮摻雜可使單壁碳納米管表現為金屬性(文獻3，Liu Y, Jin Z, Wang JY, Cui RL, Sun H, Peng F，WeiL, Wang ZX, Liang XL, Peng LM, Li Y, Adv.Funct.Mater.2011，21 (5)，986 - 992.)的工作利用的是表面生長方法，其中氮的摻雜量約為3% 。
[0004]目前的主要問題是:如何通過調控單壁碳納米管的生長和摻雜條件，實現氮在單壁碳納米管網格上摻雜的同時不引入結構缺陷，最終獲得高質量、大量、金屬性單壁碳納米管。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，它是直接制備金屬性單壁碳納米管的浮動催化劑化學氣相沉積方法，首次實現了氮元素在單壁碳納米管石墨網格上的摻雜，獲得了宏量、高質量、金屬性單壁碳納米管。
[0006]本發明解決的一個技術問題是克服現有化學和物理方法分離過程中步驟繁瑣、對單壁碳納米管本征結構破壞嚴重等問題；本發明解決的另一技術問題是克服現有采用異質原子摻雜方法直接制備金屬性單壁碳納米管的結構缺陷多、量少、等問題。
[0007]本發明的技術方案是:
[0008]一種氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，通過氮元素的少量摻雜選擇性制備高質量、金屬性單壁碳納米管，具體步驟如下:
[0009]將含有二茂鐵、含氮有機物和硫粉的片狀混合物放置于反應爐的爐管內低溫區，再以100 - 300毫升/分鐘的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升至1000 - 1200°C ;當溫度穩定后，再通入碳源氣體，調高氫氣流量，此時氫氣為載氣和保護氣，并將二茂鐵、含氮有機物和硫粉的片狀混合物同時推到爐溫為100 - 150°C處揮發，進行化學氣相沉積生長單壁碳納米管及氮元素的原位摻雜，形成氮摻雜單壁碳納米管；其中，載氣流量為300 - 1000毫升/分鐘，二茂鐵、含氮有機物和硫粉的重量比為100: (50 - 100):(0.1 - 2)，碳源氣體為有機氣態烴，其流量為2 - 10毫升/分鐘，含氮有機物為三聚氰胺或尿素，生長時間為10 - 60分鐘。
[0010]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，二茂鐵、含氮有機物和硫粉配置成均勻的粉末，在5 - 15MPa壓力下壓成片，形成片狀混合物。
[0011]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，氮元素以直接取代碳元素的方式摻雜在單壁碳納米管的石墨烯網格內，其原子摻雜量為0.02-0.5%。
[0012]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，優選的，氮元素的原子摻雜量為0.1-0.3%。
[0013]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，氮摻雜單壁碳納米管表現為金屬性，直徑分布在1.0 - 2.0nm之間，其氧化溫度為600°C以上，其集中氧化溫度為880°C。
[0014]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，優選的，氮摻雜單壁碳納米管直徑分布在1.3-1.6nm。
[0015]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，有機氣態烴為甲烷、乙炔、乙烯或丙烯。
[0016]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，優選的，碳源氣體的流量為3.5 - 5.5毫升/分鐘，二茂鐵、含氮有機物、硫粉的重量比為100:(90 - 100):(0.3-0.7)，揮發溫度為 110 - 135。。。
[0017]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，單壁碳納米管的金屬性是通過構建薄膜晶體管FET器件，測定該晶體管FET性能得到的。[0018]所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，將制備得到的單壁碳納米管均勻置于反應爐的爐管內，在300-400°C下氧化2-4h ;待樣品冷卻到室溫，取出并浸泡于濃度為15-35wt%的鹽酸溶液中，在70-90°C下清洗直至鹽酸溶液不再變色為止，用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在100-150°C下真空干燥。
[0019]本發明的優點是:
[0020]1、本發明建立直接生長金屬性單壁碳納米管的浮動催化劑化學氣相沉積法，碳源氣體是有機氣態烴，氮源為三聚氰胺、尿素等含氮有機、易揮發粉末，在單壁碳納米管生長過程中原位引入適量的氮源，實現了氮元素在單壁碳納米管碳網格上的直接摻雜，從而使單壁碳納米管表現為金屬性。
[0021]2、本發明方法三聚氰胺等氮源與催化劑、生長促進劑的比例及揮發溫度是實現氮元素直接取代摻雜生長高質量、金屬性單壁碳納米管的關鍵，通過將氮源三聚氰胺(或者尿素等含氮有機物)與催化劑二茂鐵、生長促進劑硫粉混合壓片后實現了氮元素的少量、直接摻雜，獲得了高質量的金屬性單壁碳納米管。從而，克服了現有通過摻雜制備金屬單壁碳納米管對其本征結構破壞嚴重的問題。
[0022]3、本發明實現了金屬性單壁碳納米管的大量(根據所用化學氣相沉積爐的尺寸不同，每爐在毫克-克量級)、直接選擇性制備。該方法具有簡單、大量、易于規模化等特點，突破了現有直接制備方法中僅限于表面生長法在量上的瓶頸(肉眼不可見)，具有良好的工業應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1.Nls的XPS譜圖；其中:(a)氮摻雜單壁碳納米管，(b)未摻雜單壁碳納米管。
[0024]圖2.熱重(DSC)/差熱(DTG)掃描熱分析曲線；其中:(a)氮摻雜單壁碳納米管，(b)未摻雜單壁碳納米管。
[0025]圖3.單壁碳納米管薄膜FET的典型1-Vg曲線；其中:(a)氮摻雜單壁碳納米管，(b)未摻雜單壁碳納米管。
【具體實施方式】
[0026]本發明氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，以二茂鐵為催化劑前驅體、適量的硫粉為生長促進劑、三聚氰胺(或者尿素等含氮有機物)為氮源、氫氣為載氣、在一定溫度下通入碳源氣體進行單壁碳納米管的生長及原位氮直接取代摻雜；最終獲得了大量、金屬性單壁碳納米管，其直徑分布在1.0 - 2.0nm (優選為1.3 - 1.6nm)之間。具體步驟如下:
[0027]以有機氣態烴(如:甲烷、乙炔、乙烯或丙烯等)為碳源氣體，以氫氣為載氣，以二茂鐵為催化劑前驅體，以硫粉為生長促進劑，以三聚氰胺(或者尿素等含氮有機物)為氮源；將二茂鐵、三聚氰胺、硫粉按重量比100:50:0.1 - 100:150:2配置成均勻的粉末，在5- 15MPa壓力下壓成片，置于反應爐低溫端；在氫氣保護下，將化學氣相爐溫度升至1000 - 1200°C ；通入碳源氣體，并將二茂鐵、三聚氰胺、硫粉混合片推到爐溫為100 - 150°C處，進行化學氣相沉積生長單壁碳納米管及氮元素的原位摻雜，氮摻雜單壁碳納米管具有較小的管束尺寸、較高的比表面積(900-1100m2/g)o[0028]采用本發明方法所得到產品中，單壁碳納米管的金屬性是通過構建薄膜晶體管(FET)器件，測定該FET性能得到的。評價單壁碳納米管的半導體屬性或金屬性的表征技術有:場效應晶體管性能測試；評價單壁碳納米管碳層石墨化程度的表征技術有:熱重/差熱掃描熱分析技術。
[0029]下面通過實施例詳述本發明。
[0030]實施例1.[0031](I)將含有二茂鐵、三聚氰胺和硫粉的片狀混合物(二茂鐵、三聚氰胺和硫粉的重量比為100:100:0.5，混合均勻后在IOMPa壓力下壓成片)放置于反應爐的爐管內低溫區，再以200sCCm (毫升/分鐘)的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升到1100°C。當溫度穩定后，將氫氣的流量調節為500SCCm，并通入4.5sCCm甲烷碳源，等氣流量穩定之后，將催化劑前驅體置于反應爐的爐管內溫度為125°C處使其升華。反應過程持續50分鐘后，關閉反應爐電源和甲燒，將剩余的催化劑前驅體移到低溫區，防止二茂鐵繼續升華進入反應區而增加樣品中的鐵顆粒雜質。將氫氣氣流調小到200sCCm，在此氣氛保護下，反應爐緩慢降溫至200°C以下，將樣品取出。
[0032](2)將步驟(I)制備得到的單壁碳納米管IOmg均勻置于直徑為25mm、恒溫區長度為4cm的反應爐的爐管內，在350°C下氧化3h。待樣品冷卻到室溫后，取出并浸泡于鹽酸溶液(濃度為15-35wt%)中，在80°C下清洗多次，直至鹽酸溶液不再變色為止。用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在120°C下真空干燥該樣品。
[0033]對步驟(2)處理后的樣品進行XPS、熱重分析。Nls的XPS譜圖(圖1a)表明N確實摻雜在單壁碳納米管的石墨網格內，氮的原子摻雜量為0.2%。熱重/差式掃描熱分析曲線(圖2a)表明該樣品在600°C開始氧化，其集中氧化溫度高達880°C，比電弧法制備的高結晶性SWCNT的熱穩定性還要高。對步驟(I)制備的樣品采用過濾膜收集法收集了單壁碳納米管薄膜，并利用該薄膜 構建了場效應晶體管，其1-Vg曲線呈直線型(圖3a)，為金屬性單壁碳納米管的特征。本實施例中，單壁碳納米管直徑分布在1.2 - 1.7nm之間，比表面積為1100m2/g。
[0034]本實施例以二茂鐵為催化劑前驅體，適量的硫粉為生長促進劑，甲烷、三聚氰胺分別為碳、氮源，氫氣為載氣、在一定溫度下同時進行單壁碳納米管的生長和氮元素的摻雜，通過調控實驗條件實現了氮元素在碳網格上的摻雜，最終獲得高質量、金屬性的單壁碳納米管宏量樣品。從而，實現了金屬性單壁碳納米管大量、直接控制生長，克服了現有化學和物理方法分離過程中對單壁碳納米管本征結構破壞嚴重、過程復雜、而直接通過氮摻雜制備金屬性單壁碳納米管方法中引入結構缺陷等問題。
[0035]實施例2.[0036](I)將含有二茂鐵、三聚氰胺和硫粉的片狀混合物(二茂鐵、三聚氰胺和硫粉的重量比為100:95:0.7，混合均勻后在IOMPa壓力下壓成片)放置于反應爐的爐管內低溫區，再以200SCCm的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升到1100°C。當溫度穩定后，將氫氣的流量調節為800sccm，并通入5.0sccm甲烷碳源，等氣流量穩定之后，將催化劑前驅體置于反應爐的爐管內溫度為135°C處使其升華。反應過程持續10分鐘后，關閉反應爐電源和甲烷，將剩余的催化劑前驅體移到低溫區，防止二茂鐵繼續升華進入反應區而增加樣品中的鐵顆粒雜質。將氫氣氣流調小到200sccm，在此氣氛保護下，反應爐緩慢降溫至200°C以下，將樣品取出。 [0037](2)將步驟(I)制備得到的單壁碳納米管IOmg均勻置于直徑為25mm、恒溫區長度為4cm的反應爐的爐管內，在350°C下氧化3h。待樣品冷卻到室溫后，取出并浸泡于鹽酸溶液(濃度為15-35wt%)中，在80°C下清洗多次，直至鹽酸溶液不再變色為止。用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在120°C下真空干燥該樣品。
[0038]對步驟(2)處理后的樣品進行XPS、熱重分析。Nls的XPS譜圖驗證了氮在單壁碳納米管石墨網格上的直接摻雜，氮的原子摻雜量為0.3%。熱重/差式掃描熱分析曲線表明該樣品的氧化溫度為800°C。對步驟(I)制備的樣品采用過濾膜收集法收集了單壁碳納米管薄膜，并利用該薄膜構建了場效應晶體管，其1-Vg曲線呈直線型，為金屬性單壁碳納米管的特征。本實施例中，單壁碳納米管直徑分布在1.1 - 1.5nm之間，比表面積為1050m2/g。
[0039]實施例3.[0040]( I)將含有二茂鐵、尿素和硫粉的片狀混合物(二茂鐵、尿素和硫粉的重量比為100:50:1，混合均勻后在IOMPa壓力下壓成片)放置于反應爐的爐管內低溫區，再以200sccm的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升到1050°C。當溫度穩定后，將氫氣的流量調節為500sCCm，并通入4.5sccm甲烷碳源，等氣流量穩定之后，將催化劑前驅體置于反應爐的爐管內溫度為100°C處使其升華。反應過程持續50分鐘后，關閉反應爐電源和甲烷，將剩余的催化劑前驅體移到低溫區，防止二茂鐵繼續升華進入反應區而增加樣品中的鐵顆粒雜質。將氫氣氣流調小到200sCCm，在此氣氛保護下，反應爐緩慢降溫至200°C以下，將樣品取出。
[0041](2)將步驟(I)制備得到的單壁碳納米管IOmg均勻置于直徑為25mm、恒溫區長度為4cm的反應爐的爐管內，在350°C下氧化3h。待樣品冷卻到室溫后，取出并浸泡于鹽酸溶液(濃度為15-35wt%)中，在80°C下清洗多次，直至鹽酸溶液不再變色為止。用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在120°C下真空干燥該樣品。
[0042]對步驟(2)處理后的樣品進行XPS、熱重分析。Nls的XPS譜圖驗證了氮在單壁碳納米管石墨網格上的直接摻雜，氮的原子摻雜量為0.1%。熱重/差式掃描熱分析曲線表明該樣品的氧化溫度為780°c。對步驟(I)制備的樣品采用過濾膜收集法收集了單壁碳納米管薄膜，并利用該薄膜構建了場效應晶體管，其1-Vg曲線呈直線型，為金屬性單壁碳納米管的特征。本實施例中，單壁碳納米管直徑分布在1.3 - 1.Snm之間，比表面積為900m2/g。
[0043]比較例
[0044]( I)將含有二茂鐵和硫粉的片狀混合物(二茂鐵和硫粉的重量比為100:0.5,混合均勻后在IOMPa壓力下壓成片)放置于反應爐的爐管內低溫區，再以200sCCm的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升到1100°C。當溫度穩定后，將氫氣的流量調節為500sCCm，并通入4.5sccm甲烷碳源，等氣流量穩定之后，將催化劑前驅體置于反應爐的爐管內溫度為125°C處使其升華。反應過程持續50分鐘后，關閉反應爐電源和甲烷，將剩余的催化劑前驅體移到低溫區，防止二茂鐵繼續升華進入反應區而增加樣品中的鐵顆粒雜質。將氫氣氣流調小到200sCCm，在此氣氛保護下，反應爐緩慢降溫至200°C以下，將樣品取出
[0045](2)將步驟(I)制備得到的單壁碳納米管IOmg均勻置于直徑為25mm，恒溫區長度為4cm的反應爐的爐管內，在350°C下氧化3h。待樣品冷卻到室溫后，取出并浸泡于鹽酸溶液(濃度為15-35wt%)中，在80°C下清洗多次，直至鹽酸溶液不再變色為止。用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在120°C下真空干燥該樣品。
[0046]對步驟(2)處理后的樣品進行XPS、熱重分析。Nls的XPS譜圖(圖1b)沒有任何信號，表明氮在該樣品上沒有摻雜。熱重/差式掃描熱分析曲線(圖2b)表明該樣品在600°C開始氧化，其集中氧化溫度高達800°C。對步驟(I)制備的樣品采用過濾膜收集法收集了單壁碳納米管薄膜，并利用該薄膜構建了場效應晶體管，其1-Vg曲線(圖3b)表現為半導體性單壁碳納米管的特征。該條件下制備得到的單壁碳納米管，基本上是金屬性和半導體性共存。
[0047]實施例結果表明，本發明可以通過氮摻雜實現金屬單壁碳納米管的可控制備。本發明的關鍵在于在單壁碳納米管生長過程中原位引入適量的三聚氰胺或尿素等氮源，實現單壁碳納米管在生長過程中的氮直接取代摻雜，這種直接取代摻雜不破壞單壁碳納米管本征結構，因而最終得到了大量、高質量金屬性單壁碳納米管。根據化學氣相沉積反應爐(CVD爐)尺寸不同，大量可實現每批次毫克-克量級的半導體性單壁碳納米管的獲得，且浮動催化化學氣相沉積法是一 種可連續或半連續生產過程，因而將來有望實現工業化規模生產。
【權利要求】
1.一種氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，通過氮元素的少量摻雜選擇性制備高質量、金屬性單壁碳納米管，具體步驟如下: 將含有二茂鐵、含氮有機物和硫粉的片狀混合物放置于反應爐的爐管內低溫區，再以100 - 300毫升/分鐘的流量通入保護氣氫氣的同時，以20°C /min的速率將爐溫升至1000 - 1200°C ;當溫度穩定后，再通入碳源氣體，調高氫氣流量，此時氫氣為載氣和保護氣，并將二茂鐵、含氮有機物和硫粉的片狀混合物同時推到爐溫為100 - 150°C處揮發，進行化學氣相沉積生長單壁碳納米管及氮元素的原位摻雜，形成氮摻雜單壁碳納米管；其中，載氣流量為300 - 1000毫升/分鐘，二茂鐵、含氮有機物和硫粉的重量比為100: (50 - 100):(0.1 - 2)，碳源氣體為有機氣態烴，其流量為2 - 10毫升/分鐘，含氮有機物為三聚氰胺或尿素，生長時間為10 - 60分鐘。
2.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，二茂鐵、含氮有機物和硫粉配置成均勻的粉末，在5- 15MPa壓力下壓成片，形成片狀混合物。
3.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，氮元素以直接取代碳元素的方式摻雜在單壁碳納米管的石墨烯網格內，其原子摻雜量為0.02-0.5%。
4.按照權利要求3所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，優選的，氮元素的原子摻雜量為0.1-0.3%。
5.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，氮摻雜單壁碳納米管表現為金屬性，直徑分布在1.0 - 2.0nm之間，其氧化溫度為600°C以上，其集中氧化溫度為880°C。
6.按照權利要求.5所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，優選的，氮摻雜單壁碳納米管直徑分布在1.3 - 1.6nm。
7.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，有機氣態烴為甲烷、乙炔、乙烯或丙烯。
8.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，優選的，碳源氣體的流量為3.5 - 5.5毫升/分鐘，二茂鐵、含氮有機物、硫粉的重量比為 100: (90 - 100): (0.3-0.7)，揮發溫度為 110 - 135°C。
9.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，單壁碳納米管的金屬性是通過構建薄膜晶體管FET器件，測定該晶體管FET性能得到的。
10.按照權利要求1所述的氮在碳網格上的少量摻雜生長金屬性單壁碳納米管的方法，其特征在于，將制備得到的單壁碳納米管均勻置于反應爐的爐管內，在300-400°C下氧化2-4h ;待樣品冷卻到室溫，取出并浸泡于濃度為15-35wt%的鹽酸溶液中，在70-90°C下清洗直至鹽酸溶液不再變色為止，用去離子水清洗該樣品直至PH為7，在100-150°C下真空干燥。
【文檔編號】B82Y30/00GK103466597SQ201310393548
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】侯鵬翔, 宋曼, 劉暢, 成會明, 石超 申請人:中國科學院金屬研究所