[发明专利]石墨烯‑碳纳米管‑石墨烯复合结构及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

制备一基底：

将一自支撑的碳纳米管膜结构转移至一金属箔表面，在所述自支撑的碳纳米管膜结构远离所述金属箔的一表面覆盖一金属层；

在所述基底上生长石墨烯，形成基底和石墨烯复合结构；

刻蚀处理所述基底和石墨烯复合结构，去除所述金属箔和金属层，得到所述石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，所述自支撑的碳纳米管膜结构为至少两层正交或其他不同方向交织的网络状可纺丝高取向碳纳米管薄膜。

3.根据权利要求2所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，所述可纺丝高取向碳纳米管薄膜通过可纺丝碳纳米管阵列拉膜制备。

4.根据权利要求2所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，“将一自支撑的碳纳米管膜结构转移至金属箔表面”步骤具体为：在所述金属箔上拉上至少两层正交或其他不同方向交织的可纺丝高取向碳纳米管薄膜，用有机溶剂处理，使所述自支撑的碳纳米管膜结构与所述金属箔形成良好的接触。

5.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，“在所述碳纳米管膜结构远离所述金属箔的一表面覆盖金属层”步骤具体为：通过物理气相沉积方法在所述自支撑的碳纳米管膜结构远离所述金属箔的一表面蒸镀一层厚度为50~500nm的金属层。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，所述金属箔和金属层的材质相同，均为铜。

7.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，“形成基底和石墨烯复合结构”步骤具体为：将所述的基底放入管式炉中，抽真空，通入H₂，保持低压环境，在700℃~1000℃的温度下退火处理1~3小时。然后再向管式炉中通入碳源气体，在700℃~1000℃的温度下生长20~40分钟，以在所述金属箔和所述金属层上覆盖石墨烯，形成基底和石墨烯复合结构。

8.根据权利要求7所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，所述碳源气体为甲烷或乙烯或乙炔。

9.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构的制备方法，其特征在于，“刻蚀处理所述基底和石墨烯复合结构”步骤具体为：将所述基底和石墨烯复合结构放入FeCl3溶液中，使所述金属箔和所述金属层溶解。

10.一种石墨烯-碳纳米管-石墨烯复合结构，其特征在于，包括：彼此复合的自支撑的碳纳米管膜结构和石墨烯，其中，所述自支撑的碳纳米管膜结构为至少两层正交或其他不同方向交织的网络状可纺丝高取向碳纳米管薄膜构成，所述自支撑的碳纳米管膜结构具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述石墨烯完全覆盖所述自支撑的碳纳米管膜结构的第一表面及第二表面。