[发明专利]一种石墨烯/碳纳米管导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯/碳纳米管导电薄膜及其制备方法，具体是将石墨烯和碳纳米管的水性分散溶液,经过表面活性剂作用分散后,经过真空抽滤后获得的自支撑复合薄膜，为复合材料和电热器件设计提供原料。本发明工艺简单、成本低、效率高、绿色环保，获得的产品尺寸大，厚度可控。

技术领域

本发明涉及纳米功能材料制备领域，具体涉及一种石墨烯/碳纳米管导电薄膜及其制备方法。

背景技术

自从石墨烯和碳纳米管被人们广泛研究以来，它们受到了人们广泛关注，尤其是它们优异的导热、导电和机械性能。目前它们已经被广泛研究用于储能，半导体器件，电极和传感器方面。由它们复合构筑的导电薄膜引起了极大兴趣，可以用于超级电容器，压力传感器，弹性温度传感器，高性能聚合物复合材料等领域，由它们通过范德华力组合的复合能够形成自支撑薄膜。这种自支撑薄膜可以充分发挥各个组分的功能，具有更好的工业应用价值。但是碳纳米管和石墨烯往往容易团聚，在电热膜中分布很难达到完全一致。从而使电热膜的热量产生的均匀性受到影响，从而导致局部过热，使电热膜的使用寿命受到影响。也使电热膜的使用效果达不到理想状态。常规方法中，往往采用氧化石墨烯或表面经过强烈氧化的碳纳米管，上述原料往往需要经过严格而且苛刻的化学氧化过程，不仅增加了成本，而且对环境影响大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种制备石墨烯/碳纳米管导电薄膜的方法，具体技术方案如下：

一种石墨烯/碳纳米管导电薄膜的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

(1)在500mL浓度为1mg/mL的Triton X-100水溶液中加入总质量为0.1～0.2g的碳纳米管和石墨烯；

(2)将步骤(1)中的分散体系在20℃-30℃下充分搅拌后，用100瓦超声波探头超声3小时以上；

(3)将步骤(2)中的分散悬浮液真空抽滤到多孔聚四氟乙烯滤膜上，然后在20℃-30℃下充分自然干燥；

(4)将步骤(3)中的过滤膜用乙醇充分清洗后，即获得石墨烯/碳纳米管导电薄膜。

进一步地，所述的石墨烯是多层石墨烯，厚度为1～10纳米。

进一步地，所述的碳纳米管和石墨烯的质量比为1:3～3:1。

一种由上述任意一种方法制备得到的石墨烯/碳纳米管导电薄膜。

本发明的有益效果如下：

本发明的方法将经过表面修饰的碳纳米管和多层石墨烯通过水进行分散和混合，不仅便于二者均匀混合，而且可以通过简便的抽滤，获得独立自支撑薄膜，采用无需强氧化物处理的碳纳米管和多层石墨烯，在水溶液中分散混合，以简便的方法获得导电薄膜，制备工艺简单，易掌握实施；制备温度低，能耗少、制备周期短；产品的尺寸和厚度可以控制，成本低。

具体实施方式

下面根据优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

称0.5g Triton X-100(曲拉通100)，然后将其溶解在500mL去离子水中，经过充分搅拌后，然后加入0.025g的碳纳米管和0.075g石墨烯，20℃下经过充分搅拌分散后，用100瓦超声波探头超声4小时。然后将上述在水中分散的悬浮液体，真空抽滤到直径为5cm的多孔聚四氟乙烯滤膜上，然后在室温下充分自然干燥，即可获得独立自支撑薄膜，然后将过滤膜用乙醇充分清洗后，即获得一种石墨烯/碳纳米管导电薄膜，测试其电导率为205S/cm。

实施例2