verfahren und vorrichtung zur herstellung von ... - Patente

zwischen 550 und 650°C und ein Verhältnis von
CO:H 2 von zwischen 6:1 und 2:1 herausgestellt. Die
Bedingungen wurden über 3,5 Stunden aufrechterhalten,
woraufhin der Ofen abkühlte und das Material
extrahiert wurde.
[0060] Es wurden 1,62 g an kohlenstoffhaltigem Material
hergestellt. Eine Untersuchung mit einem
Transmissionselektronenmikroskop ergab, dass das
Produkt aus filamentförmigen Nanocarbonstrukturen
mit Durchmessern im Bereich von 20 bis 300 nm (siehe
Fig. 6a) bestand. Wie der Fig. 6b zu entnehmen
ist, zeigte das Raman-Spektrum in Übereinstimmung
damit, dass die dominanten Strukturen als graphitische
Nanofasern ausgebildet sind, ein hohes Verhältnis
des "D"-Signalintensität gegenüber der
"G"-Signalintensität.
Beispiel 2b
[0061] Bei einem zum Beispiel 2a ähnlichen Experiment
wurde ein Eisendraht mit einem Durchmesser
von 200 μm entlang der Achse eines vertikalen Röhrenofens
abgehängt. Zum Reduzieren der Oberflächenoxidschicht
wurde bei 400°C H 2 durch den Ofen
geleitet. Anschließend wurde eine 90:30 CO:H 2-Mischung
bei 600°C durch den Ofen geleitet. An der
Oberfläche des Drahtes wurden Kohlenstoffnanostrukturen
erzeugt. In der Fig. 6c ist ein TEM einer
sich hierbei typischerweise ergebenden Struktur gezeigt.
[0062] Diese Beispiele zeigen, dass Kohlenstoffnanoröhren
direkt auf einem Draht mit einer Abmessung
im Bereich von 200 μm aufwachsen können,
auch wenn das Substrat üblicherweise Partikel aufweisen
müsste, deren Abmessungen mit den resultierenden
Röhrendurchmessern vergleichbar sind,
oder das zum Beispiel mittels Plasmaätzen behandelt
hätte werden müssen, um Oberflächenunregelmäßigkeiten
mit Abmessungen zu erzeugen, die denen
der resultierenden Röhren ähnlich sind. Auch
wenn der genaue Mechanismus nicht bekannt ist, erscheint
es doch so, dass ein Plasmaätzen nicht erforderlich
ist, und dass eine Drahtoberfläche (z. B. Eisendrähte
mit 100 bis 600 μm) eine ihr eigene Oberflächencharakteristik
aufweist oder erzeugt, die sich
zum Katalysieren einer Nanocarbonabscheidung eignet.
Patentansprüche
1. Verfahren zum Abscheiden von Kohlenstoffnanostrukturen,
bei dem die Nanostrukturen auf einem
fortlaufend ausgebildeten, länglichen und beheizten
katalytischen Substrat aufwachsen, wobei zur Ausbildung
eines beschichteten Substrats eine chemische
Gasphasenabscheidung verwendet wird, wobei das
Verfahren das Hindurchführen des fortlaufend ausgebildeten
Substrats durch eine oder mehrere Abschei-
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dekammern umfasst, die Kohlenstoffnanostrukturen
in einer kontinuierlichen oder semikontinuierlichen
Weise abgeschieden werden und die abgeschiedenen
Kohlenstoffnanostrukturen von dem Substrat in
einem weiteren kontinuierlichen oder semikontinuierlichen
Schritt entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das fortlaufend
ausgebildete, längliche Substrat in der Form eines
Filaments, eines Drahtes, eines Bandes oder eines
Streifens vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das Substrat
selbst als katalytisches Substrat ohne zusätzliche
katalytische Schicht oder Beschichtung agiert.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin das
Substrat von einem elektrisch leitfähigen Draht gebildet
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, worin der Draht
aus Stahl, Eisen, Nickel oder Legierungen hiervon
gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, worin der
Draht mittels Hindurchleiten eines elektrischen
Stroms durch diesen beheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, worin sich der
Draht zur Ausbildung eines elektrischen Stromkreises
mit einer oder mit mehreren Flüssigmetallelektroden
kontinuierlich so in elektrischem Kontakt befindet,
dass eine Bewegung des Drahts während oder
nach der Abscheidung möglich ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
worin die Kohlenstoffnanostrukturen von
dem länglichen Substrat durch eine relative Verschiebung
des beschichteten Substrats durch eine Öffnung
entfernt werden, die einen geringfügig größeren
Querschnitt aufweist als das Substrat.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem das Substrat, von dem die Kohlenstoffnanostrukturen
entfernt wurden, in einem nachfolgenden
kontinuierlichen oder semikontinuierlichen
Schritt gereinigt wird und fakultativ zur Wiederverwendung
zum Ausgangspunkt des Verfahrens zurückgeführt
wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, worin das Substrat in einer Richtung entlang
seiner Länge durch eine oder mehrere Abscheidekammern
hindurchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, worin das Substrat auf eine Temperatur
erhitzt wird, die dazu geeignet ist, dass die Abscheidung
von Nanocarbonen durch chemische Gasphasenabscheidung
stattfindet, wobei die Temperatur