[發(fā)明專利]碳納米管復合結構及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010259930.0
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN102372266A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 魏洋;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: C01B31/00
• 分類號: C01B31/00;B82B3/00;C01B31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種碳納米管復合結構及其制備方法。

背景技術

從1991年日本科學家飯島澄男首次發(fā)現(xiàn)碳納米管(Carbon?Nanotube，CNT)以來，以碳納米管為代表的納米材料以其獨特的結構和性質引起了人們極大的關注。近幾年來，隨著碳納米管及納米材料研究的不斷深入，其廣闊應用前景不斷顯現(xiàn)出來。例如，由于碳納米管所具有的獨特的電磁學、光學、力學、化學性能等，使其在場發(fā)射電子源、超薄平面顯示器、陰極電極、生物傳感器等領域具有廣泛的應用前景。

特別地，碳納米管與其他材料例如金屬、半導體或者聚合物等的復合可以實現(xiàn)材料的優(yōu)勢互補或加強。碳納米管具有較大的長徑比和中空的結構，具有優(yōu)異的力學性能、電學性能、光學性能等，其在復合材料中，可以對復合材料起到增強作用，使得復合材料具有較好的化學和機械性能。碳納米管復合材料的研究已經(jīng)成為一個極為重要的領域。

現(xiàn)有技術中，宏觀的碳納米管及其復合結構主要有碳納米管線及其復合結構。然而，現(xiàn)有技術并沒有揭示一種具有空心管狀結構的碳納米管復合結構及其制備方法。

發(fā)明內容

有鑒于此，確有必要提供一種具有宏觀尺寸且具有空心結構的碳納米管復合結構及其制備方法。

一種碳納米管復合結構，該碳納米管復合結構是由多個碳納米管及聚合物材料復合而成的一個管狀復合結構，其中，該碳納米管復合結構中的碳納米管之間通過范德華力緊密相連并形成多個間隙，所述聚合物材料填充于所述碳納米管之間的間隙或包覆于所述碳納米管表面。

一種碳納米管復合結構，其特征在于，該碳納米管復合結構是一個管狀復合結構，包括一管壁及由管壁圍成的中空的軸心，該碳納米管復合結構的管壁是由通過范德華力緊密結合的多個碳納米管及一聚合物材料組成，其中，該碳納米管復合結構中的碳納米管之間形成多個間隙，所述聚合物材料填充于所述碳納米管之間的間隙或包覆于所述碳納米管表面。

一種碳納米管復合結構的制備方法，包括：提供一線狀支撐體，以及至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線；將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線纏繞在所述線狀支撐體表面；將一聚合物材料與所述纏繞于該線狀支撐體表面的碳納米管膜或碳納米管線復合；以及移除所述線狀支撐體，形成一碳納米管復合結構。

與現(xiàn)有技術相較，本發(fā)明的碳納米管復合結構是由至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線與一聚合物材料構成的。該碳納米管復合結構是一個空心的管狀復合結構，具有質量輕、熱容小，無粘性，強度高以及封閉性能良好等特性，能方便地應用于宏觀的多個領域。所述碳納米管復合結構的制作方法，通過將一碳納米管膜或至少一碳納米管線直接纏繞于一線狀支撐體結構表面，然后將一聚合物材料與纏繞于該線狀支撐體表面的碳納米管膜或或碳納米管線復合，最后移除該線狀支撐體制備而成，該方法簡單、易行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例碳納米管復合結構采用的碳納米管拉膜的SEM照片。

圖2為從碳納米管陣列拉取碳納米管膜的示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例碳納米管復合結構采用的碳納米管碾壓膜的SEM照片。

圖4為本發(fā)明實施例碳納米管復合結構采用的碳納米管絮化膜的SEM照片。

圖5為本發(fā)明實施例碳納米管復合結構制備方法的流程圖。

圖6為制備本發(fā)明實施例碳納米管復合結構的制備裝置的俯視剖面圖。

圖7為制備本發(fā)明實施例碳納米管復合結構的制備裝置的主視剖面圖。

主要元件符號說明

基底????????????????10

碳納米管陣列????????12

碳納米管拉膜????????14

供給單元????????????20

支撐座??????????????22

線軸????????????????24

導向軸??????????????28

包覆單元????????????30

驅動機構????????????32

第一電機????????????322

第一帶輪????????????324

齒型帶??????????????326

第二帶輪????????????328

空心旋轉軸??????????34

軸承????????????????342