[發明專利]石墨烯-碳納米管復合膜結構

有效

• 申請號: 201110076779.1
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102717537A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 姜開利;林曉陽;肖林;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: B32B3/24
• 分類號: B32B3/24;B32B9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種石墨烯-碳納米管復合膜結構。

背景技術

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。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，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二維平面結構，其具有較強的導電性，較高的強度，以及較好的半導體特性。隨著納米材料研究的深入，石墨烯及碳納米管復合材料的廣闊的應用前景也不斷地展現出來。然而，現有技術中的碳納米管與石墨烯復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合膜中，石墨烯也不是以整體層狀出現。由于碳納米管雜亂無章的分布，使得光線無法從上述復合膜中有效透過，上述石墨烯與碳納米管的復合膜的透光性差。另外，由于石墨烯是以大量碎片的形式分散于上述復合膜中，從而使得上述石墨烯與碳納米管的復合膜導電性也不夠強，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合膜的應用。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種石墨烯-碳納米管復合膜結構，該石墨烯-碳納米管復合膜結構具有較好的透光性、導電性以及較好的強度和韌性，從而具有更廣闊的應用前景。

一種石墨烯-碳納米管復合膜結構，其包括一碳納米管膜結構及一石墨烯膜。該碳納米管膜結構由多個碳納米管通過范德華力相互連接組成，該碳納米管膜結構中存在多個微孔。該多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。

一種石墨烯-碳納米管復合膜結構，其包括一碳納米管膜結構及一石墨烯膜，該碳納米管膜結構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。

相較于現有技術，所述的石墨烯-碳納米管復合膜結構中，將該碳納米管膜結構作為一種具有微孔的支撐骨架，通過將一個石墨烯膜覆蓋在該支撐骨架的微孔上，實現石墨烯膜的懸空設置。由于該碳納米管膜結構具有多個微孔，光可以從所述多個微孔中透過。并且所述石墨烯膜為一個整體結構，由于整體結構的石墨烯膜具有較高的透光性，從而使得上述石墨烯-碳納米管復合膜結構具有較好的透光性。由于整體結構的石墨烯膜相對于分散的石墨烯膜具有更好地導電性，從而使得上述石墨烯-碳納米管復合膜結構具有較強的導電性。另外，由于石墨烯為一個整體結構與所述碳納米管膜結構復合，從而使得上述石墨烯-碳納米管復合膜結構具有更好的強度和韌性。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構的石墨烯膜中的石墨烯的結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構的碳納米管膜結構中的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖4為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的由多層交叉的碳納米管膜形成的碳納米管膜結構的掃描電鏡照片。

圖5為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構的掃描電鏡照片。

圖6為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的由經過處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結構的結構示意圖。

圖7為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的由經過激光處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結構的掃描電鏡照片。

圖8為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的由經過酒精處理后的碳納米管膜組成的碳納米管膜結構的掃描電鏡照片。

圖9為本發明第二實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構的由多個碳納米管線組成的碳納米管膜結構的結構示意圖。

圖10為本發明第二實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的碳納米管膜結構中的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖11為本發明第二實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的碳納米管膜結構中的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖12為本發明第一實施例的石墨烯-碳納米管復合膜結構中的碳納米管膜結構中的碳納米管膜的制備方法的示意圖。

主要元件符號說明