[发明专利]石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一金属基底，该金属基底具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

采用化学气相沉积法在所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜；

提供一自支撑的碳纳米管膜结构覆盖所述石墨烯膜并与所述石墨烯膜复合;以及

去除至少部分所述金属基底，获得一石墨烯碳纳米管复合膜结构。

2.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底的厚度为100纳米至100微米。

3.如权利要求2所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底为镍箔。

4.如权利要求2所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底为铜箔。

5.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述采用化学气相沉积法在所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜的步骤包括以下步骤：

将所述金属基底放入一反应室内，在800摄氏度至1500摄氏度范围处理所述金属基底的第一表面；

向反应室内通入碳源气，于所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜；以及

将所述金属基底冷却至室温，取出生长有石墨烯膜的金属基底。

6.如权利要求5所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述高温处理所述金属基底的第一表面在氢气条件下进行。

7.如权利要求6所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述石墨烯生长的步骤中，反应室中持续通入氢气。

8.如权利要求7所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述冷却所述金属基底的步骤中，反应室中持续通入氢气以及碳源气。

9.如权利要求8所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述氢气与碳源气的通气流量比的范围为45:2~15:2。

10.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构由一个碳纳米管膜或者多个碳纳米管膜交叉层叠组成，该碳纳米管膜的制备方法包括以下步骤：

采用化学气相沉积法于一生长基底生长一超顺排碳纳米管阵列；

从所述超顺排碳纳米管阵列中选定多个碳纳米管;以及

将该选定的多个碳纳米管沿远离碳纳米管阵列的方向拉伸，碳纳米管阵列中的碳纳米管连续地被拉出形成一连续的碳纳米管膜。

11.如权利要求10所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构经过有机溶剂处理后形成。

12.如权利要求10所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构经激光处理后形成。

13.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，提供一自支撑的碳纳米管膜结构覆盖所述石墨烯膜的步骤中，所述石墨烯的表面先铺设一层高分子材料层。

14.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述去除至少部分所述金属基底的步骤包括以下步骤：

在所述金属基底的第二表面形成一牺牲层，该牺牲层包括多个条带状的凹槽以露出所述第二表面；

刻蚀由所述多个条带状的凹槽露出的所述金属基底的第二表面，露出所述石墨烯膜；以及

去除剩余的牺牲层材料，获得一石墨烯碳纳米管复合膜结构。

15.如权利要求14所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为一聚合物，该聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、不饱和聚脂或硅醚树脂。

16.如权利要求14所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀由所述多个条带状的凹槽露出的所述金属基底的第二表面的方法为湿法刻蚀或者干法刻蚀。

17.如权利要求14所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述剩余的牺牲层材料采用有机溶剂去除。