專利名稱：石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
碳納米管與石墨烯均為碳的同素異形體，并且具有特殊的物理性質(zhì)。碳納米管作為ー維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。石墨烯是由碳原子按正六邊形緊密排列成蜂窩狀晶格的單層ニ維平面結(jié)構(gòu)，其具有較強的導(dǎo)電性，較高的強度，以及較好的半導(dǎo)體特性。隨著納米材料研究的深入，石墨烯及碳納米管復(fù)合材料的廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的碳納米管與石墨烯復(fù)合薄膜是先將石墨烯碎片以及碳納米管粉末分散于溶液中后，再 將上述混合液成膜制得的。上述方法獲得的石墨烯與碳納米管的復(fù)合膜中，石墨烯也不是以整體層狀出現(xiàn)。由于碳納米管雜亂無章的分布，使得光線無法從上述復(fù)合膜中有效透過，上述石墨烯與碳納米管的復(fù)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復(fù)合膜中，從而使得上述石墨烯與碳納米管的復(fù)合膜導(dǎo)電性也不夠強，而且也影響整體的強度和韌性，因此限制了石墨烯與碳納米管復(fù)合膜的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，該石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)具有較好的透光性、導(dǎo)電性以及較好的強度和韌性，從而具有更廣闊的應(yīng)用前
旦
-5^ Oー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)由多個碳納米管通過范德華カ相互連接組成，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中存在多個微孔。該多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個相互平行間隔排列的第一碳納米管線，以及多個相互平行間隔排列的第二碳納米管線，所述多個第一碳納米管線與所述多個第二碳納米管線相互交叉設(shè)置形成的多個微孔，其中，石墨烯膜覆蓋所述多個微孔。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中，將該碳納米管膜結(jié)構(gòu)作為ー種具有微孔的支撐骨架，通過將ー個石墨烯膜覆蓋在該支撐骨架的微孔上，實現(xiàn)石墨烯膜的懸空設(shè)置。由于該碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有多個微孔，光可以從所述多個微孔中透過。并且所述石墨烯膜為ー個整體結(jié)構(gòu)，由于整體結(jié)構(gòu)的石墨烯膜具有較高的透光性，從而使得上述石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)具有較好的透光性。由于整體結(jié)構(gòu)的石墨烯膜相對于分散的石墨烯膜具有更好地導(dǎo)電性，從而使得上述石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)具有較強的導(dǎo)電性。另外，由于石墨烯為ー個整體結(jié)構(gòu)與所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)復(fù)合，從而使得上述石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)具有更好的強度和韌性。


圖I為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的石墨烯膜中的石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管膜的掃描電鏡照片。圖4為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的由多層交叉的碳納米管膜形成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。圖5為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。
圖6為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的由經(jīng)過處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的由經(jīng)過激光處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。圖8為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的由經(jīng)過酒精處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。圖9為本發(fā)明第二實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的由多個碳納米管線組成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明第二實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖11為本發(fā)明第二實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖12為本發(fā)明第一實施例的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管膜的制備方法的示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)由多個碳納米管通過范德華カ相互連接組成，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中存在多個微孔，其中，該多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。
2.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯膜為一整體結(jié)構(gòu)，該石墨烯膜的尺寸大于I厘米。
3.如權(quán)利要求2所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯膜的尺寸為2厘米 10厘米。
4.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯膜包括I層飛層石墨烯。
5.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)的每個微孔均被所述石墨烯膜覆蓋。
6.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為ー自支撐結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)由多層碳納米管膜交叉層疊設(shè)置組成。
8.如權(quán)利要求7所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜由多個通過基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列，且通過范德華力首尾相連的碳納米管組成的整體結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜在沿碳納米管排列方向上具有多個條帶狀間隙。
10.如權(quán)利要求7所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜由多個平行排列的碳納米管帶組成，相鄰的碳納米管帶之間存在間隙。
11.如權(quán)利要求10所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述相鄰的碳納米管帶之間的間隙為10微米 1000微米。
12.如權(quán)利要求10所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管帶由多個碳納米管通過范德華カ首尾相連并且定向排列組成。
13.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯膜由化學氣相沉積法制備。
14.如權(quán)利要求I所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯膜正投影的面積大于I平方厘米。
15.ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個相互平行間隔排列的第一碳納米管線，以及多個相互平行間隔排列的第二碳納米管線，所述多個第一碳納米管線與所述多個第二碳納米管線相互交叉設(shè)置形成的多個微孔，所述石墨烯膜覆蓋所述多個微孔。
16.如權(quán)利要求15所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一碳納米管線以及第ニ碳納米管線均是由通過范德華カ首尾相連且基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列的多個碳納米管組成。
17.如權(quán)利要求16所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微孔的尺寸為10微米 1000微米。
18.—種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)為多個碳納米管線組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中存在多個微孔，其中，所述多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。
19.ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的至少ー碳納米管膜結(jié)構(gòu)及至少一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)為ー自支撐結(jié)構(gòu)，該石墨烯膜通過該碳納米管膜結(jié)構(gòu)支撐，該石墨烯膜在其所在平面為ー連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。
20.ー種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及兩層石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)為一自支撐結(jié)構(gòu)，該兩層石墨烯膜分別設(shè)置在該碳納米管膜結(jié)構(gòu)相対的兩個表面，并通過該碳納米管膜結(jié)構(gòu)支撐，該石墨烯膜在其所在平面為ー連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。
21.—種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中存在多個微孔，其中，所述多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)的占空比范圍為l:100(Tl:10。
22.如權(quán)利要求21所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中微孔的尺寸為10微米 1000微米。
23.如權(quán)利要求21所述的石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中微孔的尺寸為100微米飛00微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石墨烯-碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，其包括一碳納米管膜結(jié)構(gòu)及一石墨烯膜。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)由多個碳納米管通過范德華力相互連接組成，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中存在多個微孔。該多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。
文檔編號B32B3/24GK102717537SQ201110076779
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者姜開利, 林曉陽, 肖林, 范守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司