[發(fā)明專利]一種分散碳納米管用的分散劑及制備碳納米管薄膜的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910247866.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101773801A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高濂;王冉冉;孫靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): B01F17/00
• 分類號(hào): B01F17/00;C01B31/02;B82B3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分散碳納米管用的分散劑及制備碳納米管薄膜的方法， 更確切地說(shuō)本發(fā)明提供一種分散碳納米管而使用的可降解生物分子分散劑， 以及制備透明導(dǎo)電薄膜的方法。本發(fā)明在碳納米管的分散、碳納米管薄膜及 其電子裝置方面有著廣泛的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，碳納米管透明導(dǎo)電薄膜引起了廣泛的關(guān)注。由于其具有柔性、易 操作、導(dǎo)電性好、顏色自然等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用在觸摸屏、液晶顯示器、 有機(jī)發(fā)光二極管等電子器件中。用于制備碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的方法包括 旋涂法(Meitl，M.A.；Zhou，Y.X.；Gaur，A.，et?al.Nano?Lett.2004，4， 1643-1647.)、浸漬法(Spotnitz，M.E.；Ryan，D.；Stone，H.A.J.Mater.Chem. 2004，14，1299-1302.)、LB法(Langmuir-Blodgett法)(Li，X.L.；Zhang，L.； Wang，X.R.，et?al.J.Am.Chem.Soc.2007，129，4890-4891.)、真空過(guò)濾法(Wu， Z.C.；Chen，Z.H.；Du，X.；Logan，J.M.，et?al.Science?2004，305，1273-1276.)以 及噴涂法(Geng，H.Z.；Kim，K.K.；So，K.P.，et?al.J.Am.Chem.Soc.2007，129， 7758-7759.)。其中，真空過(guò)濾法和噴涂法由于其操作簡(jiǎn)單、膜厚度易控制等 優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。

由于大的比表面積和碳管之間強(qiáng)的范德華力，市售碳納米管均以大管束的 聚集態(tài)存在。因此，在膜制備之前一個(gè)至關(guān)重要的步驟便是得到管束尺寸小、 均勻、穩(wěn)定的碳納米管懸浮液。目前，分散碳納米管的方法包括共價(jià)改性法 和非共價(jià)修飾法。共價(jià)改性法會(huì)引入一些缺陷，改變碳管的電子結(jié)構(gòu)，從而 導(dǎo)致碳管的導(dǎo)電性下降。相比之下，非共價(jià)包裹是一種高效、無(wú)損的碳納米 管分散方法。常用的分散劑為表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二 烷基苯磺酸鈉(SDBS)等。然而這些分散劑大多為絕緣體，且用量大，容易 殘留在薄膜中引起管間接觸電阻的增大。因此，具有導(dǎo)電性、用量少、易去 除等特點(diǎn)的分散劑亟待開(kāi)發(fā)。導(dǎo)電聚合物如聚3，4-已撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺 酸鹽(Wang，W.；Fernando，K.A.S.；Lin，Y，et?al.J.Am.Chem.Soc.2008，130， 1415-1419.)、聚苯胺硼酸(Ma，Y.F.；Cheung，W.；Wei，D.G，et?al.Acs?Nano?2008， 2，1197-1204.)、聚3-烷氧基噻吩(Hellstrom，S.L.；Lee，H.W.；Bao，Z.N.Acs Nano?2009，3，1423-1430.)等已被用于修飾碳納米管以降低碳管之間的接觸電 阻，提高薄膜的性能。然而這些導(dǎo)電聚合物均為有色物質(zhì)，在可見(jiàn)光區(qū)域有 較大吸收，因而會(huì)降低薄膜的透過(guò)率。因此尋求分散能力強(qiáng)且易于除去的分 散劑對(duì)于制備高透過(guò)率、高導(dǎo)電性的碳納米管薄膜具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的課題是提供一種利用分散效能高、在可見(jiàn)區(qū)域吸收小且 易于除去的分散劑以分散碳納米管，進(jìn)而制備出低電阻，高透過(guò)率的碳納米 管薄膜的方法，以及提供這種低電阻，高透過(guò)率的碳納米管薄膜。

為了解決上述問(wèn)題，首先本發(fā)明提供一種碳納米管的分散劑以及碳納米管 薄膜制造方法，通過(guò)使用特定的生物分子作分散劑，溶解于溶劑中分散碳納 米管，并使用所述的分散有碳納米管的溶液制備薄膜。

本發(fā)明所制備的一種碳納米管薄膜，是通過(guò)使用特定的生物分子做分散 劑，溶解于溶劑中分散碳納米管，并使用所述的分散有碳納米管的溶液制得 的。

本發(fā)明是通過(guò)下列方式實(shí)施的：首先將可降解兩親型生物分子肝素、RNA、 DNA或透明質(zhì)酸等溶于溶劑中，加入碳納米管，經(jīng)超聲分散得到穩(wěn)定的懸浮 液，然后將該懸浮液高速離心以除去其中尺寸較大的管束后，使用真空過(guò)濾 法制備透明導(dǎo)電薄膜。具體步驟如下：

(1)將可降解生物分子肝素、RNA、DNA或透明質(zhì)酸等加入到去離子 水中攪拌溶解，可降解生物分子溶解濃度為0.02-1mg/mL；

(2)向上述溶液中加入碳納米管，超聲分散，得到黑色懸浮液；使可降 解生物分子與碳納米管的質(zhì)量比為1∶1-1∶10；