[发明专利]石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法。

背景技术

碳纳米管与石墨烯均为碳的同素异形体，并且具有特殊的物理性质。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。石墨烯是由碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构，其具有较强的导电性，较高的强度，以及较好的半导体特性。随着纳米材料研究的深入，石墨烯及碳纳米管复合材料的广阔的应用前景也不断地展现出来。然而，现有技术中的碳纳米管与石墨烯复合薄膜是先将石墨烯碎片以及碳纳米管粉末分散于溶液中后，再将上述混合液成膜制得的。上述方法获得的石墨烯与碳纳米管的复合膜中，石墨烯也不是以整体层状出现。由于碳纳米管杂乱无章的分布，使得光线无法从上述复合膜中有效透过，上述石墨烯与碳纳米管的复合膜的透光性差。另外，由于石墨烯是以大量碎片的形式分散于上述复合膜中，从而使得上述石墨烯与碳纳米管的复合膜导电性也不够强，而且也影响整体的强度和韧性，因此限制了石墨烯与碳纳米管复合膜的应用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有电极的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，该方法获得的石墨烯碳纳米管复合膜结构具有整体结构，并且工艺简单。

一种石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一金属基底具有一第一表面，以及一与所述第一表面相对的第二表面；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；至少部分去除所述金属基底，获得一石墨烯碳纳米管复合膜结构。

一种石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一金属基底具有一第一表面，以及一与所述第二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；于所述金属基底的第一表面沉积一高分子层覆盖所述碳纳米管膜结构，使该高分子层与所述碳纳米管膜结构以及石墨烯膜复合；以及，采用光刻的方法刻蚀所述金属基底，图形化该金属基底。

相较于现有技术，所述石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，通过化学气相沉积法将石墨烯膜生长于金属基底表面，该石墨烯膜的面积较大。另外，通过刻蚀的方法，将金属基底刻蚀成图形化的金属基底，从而更加有利于该碳纳米管复合膜结构的应用，还具有工艺简单的优点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的流程图。

图2为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的工艺流程示意图。

图3为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中获得的石墨烯膜中的石墨烯的结构示意图。

图4为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中的碳纳米管膜结构的爆破图。

图5为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中，纳米管膜结构中的碳纳米管膜的制备方法的示意图。

图6为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的图4中碳纳米管膜结构中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图7为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中由多层交叉的碳纳米管膜形成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图8为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中，经过处理后的碳纳米管膜结构的结构示意图。

图9为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中，经过激光处理后的碳纳米管膜组成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图10为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中，经过酒精处理后的碳纳米管膜组成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图11为本发明第一实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法制备的石墨烯碳纳米管复合膜结构的结构示意图。

图12为本发明第二实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的流程图。

图13为本发明第二实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的工艺流程图。

图14为本发明第二实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法中，热压过程的示意图。

图15为本发明第三实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法制备的石墨烯碳纳米管复合膜结构的结构示意图。

图16为本发明第四实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的流程图。

图17为本发明第四实施例的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法的工艺流程图。