[發明專利]碳納米管膜的制備方法

有效

• 申請號: 201010138327.7
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101837968A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 劉亮
• 申請（專利權）人: 北京富納特創新科技有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種碳納米管膜的制備方法。

背景技術

碳納米管(Carbon?Nanotube，CNT)是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物，其具有優異的力學、熱學及電學性質，因此具有廣闊的應用領域。由于單根碳納米管的尺寸為納米級，難于進行加工，為便于實際應用，人們嘗試將多個碳納米管作為原材料，制成具有較大尺寸的宏觀結構。該宏觀結構由多個碳納米管組成，可以是膜狀、線狀或其它形狀。現有技術中一般將由多個碳納米管組成的宏觀膜狀結構稱為碳納米管膜(Carbon?Nanotube?Film)。

范守善等人于2008年12月3日公開的中國發明專利申請公布說明書第CN101314464A號中揭露了一種通過一施壓裝置向一碳納米管陣列施加一壓力以形成碳納米管膜的方法，通過這種方法制備的碳納米管膜具有宏觀尺度且能夠自支撐，同時，該碳納米管膜中的碳納米管均勻分布且通過范德華力相互吸引，因此具有較好的機械強度和韌度。

然而，該碳納米管膜通過直接施壓于一碳納米管陣列形成，膜的面積受到該碳納米管陣列尺寸的限制。傳統的形成碳納米管陣列的方法主要是化學氣相沉積法(CVD)。化學氣相沉積法運用沉積在生長基底上的納米尺度的過渡金屬或其氧化物作為催化劑，在一定溫度下熱解碳源氣體來制備碳納米管陣列。目前化學氣相沉積法一般選用平面形狀的硬質生長基底，如硅基底。而該平面形狀的硬質生長基底由于受反應室尺寸的限制，其面積無法做到很大，從而使得生長于其上的碳納米管陣列面積也無法做到很大。因此，使通過該生長基底上生長的碳納米管陣列制備的碳納米管膜的面積也相應受到限制。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠獲得具有較大面積的碳納米管膜的制備方法。

一種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟：在一彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底的表面生長一碳納米管陣列；至少局部展開所述被彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底，從而至少局部展開所述碳納米管陣列；采用一施壓裝置向所述展開部分的碳納米管陣列施加一壓力，使該展開部分的碳納米管陣列中的碳納米管傾倒，從而形成一碳納米管膜。

相較于現有技術，本發明碳納米管膜的制備方法具有以下優點：與傳統的硬質生長基底相比，該柔性基底可被彎曲成各種形狀之后再設置在相同的反應爐中生長碳納米管陣列，從而可充分利用反應爐內的空間，生長出較大尺寸的碳納米管陣列，進而使通過該碳納米管陣列制備獲得的碳納米管膜具有較大的面積。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的碳納米管膜的制備方法流程圖。

圖2為本發明第一實施例提供的碳納米管膜的制備方法過程示意圖。

圖3為本發明第一實施例碳納米管膜的掃描電鏡照片。

主要元件符號說明

碳納米管膜??????????100

碳納米管陣列????????102

柔性基底????????????104

施壓裝置????????????106

間隙????????????????108

卡槽????????????????120

支撐臺??????????????122

卷軸????????????????124

具體實施方式

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例碳納米管膜的制備方法。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種碳納米管膜的制備方法，其包括以下步驟：

步驟一：在一彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底104的表面形成一碳納米管陣列102；

步驟二：至少局部展開所述彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底104，從而至少局部展開所述碳納米管陣列102；

步驟三：采用一施壓裝置106向所述展開部分的碳納米管陣列102施加一壓力，使所述碳納米管陣列102中的碳納米管傾倒，從而形成一碳納米管膜100。

以下將對上述各步驟進行詳細說明。

在步驟一中，所述碳納米管陣列102通過化學氣相沉積法形成于所述彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底104的表面，優選為超順排碳納米管陣列。本實施例中，該超順排碳納米管陣列的制備方法具體包括：

(a)提供一彎曲成曲面形狀的面狀柔性基底104，該柔性基底104具有至少一表面，且所述柔性基底104的至少一表面上形成有一催化劑層；

(b)采用化學氣相沉積法在所述面狀柔性基底104的至少一表面上生長超順排碳納米管陣列。

在步驟(a)中，所述柔性基底104的材料為耐高溫、可發生彎曲變形且可以支撐所述碳納米管陣列102的材料。