[發(fā)明專利]石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110140264.3
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102796991A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜開利;林曉陽;肖林;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

提供一金屬基底，該金屬基底具有一第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面；

采用化學(xué)氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯膜；

提供一自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)覆蓋所述石墨烯膜并與所述石墨烯膜復(fù)合;以及

去除至少部分所述金屬基底，獲得一石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底的厚度為100納米至100微米。

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)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底為鎳箔。

4.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)的制備方法，其特征在于，所述金屬基底為銅箔。

5.如權(quán)利要求1所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述采用化學(xué)氣相沉積法在所述金屬基底的第一表面生長石墨烯膜的步驟包括以下步驟：

將所述金屬基底放入一反應(yīng)室內(nèi)，在800攝氏度至1500攝氏度范圍處理所述金屬基底的第一表面；

向反應(yīng)室內(nèi)通入碳源氣，于所述金屬基底的第一表面生長石墨烯膜；以及

將所述金屬基底冷卻至室溫，取出生長有石墨烯膜的金屬基底。

6.如權(quán)利要求5所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述高溫處理所述金屬基底的第一表面在氫氣條件下進(jìn)行。

7.如權(quán)利要求6所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述石墨烯生長的步驟中，反應(yīng)室中持續(xù)通入氫氣。

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)的制備方法，其特征在于，所述冷卻所述金屬基底的步驟中，反應(yīng)室中持續(xù)通入氫氣以及碳源氣。

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)的制備方法，其特征在于，所述氫氣與碳源氣的通氣流量比的范圍為45:2~15:2。

10.如權(quán)利要求1所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)由一個碳納米管膜或者多個碳納米管膜交叉層疊組成，該碳納米管膜的制備方法包括以下步驟：

采用化學(xué)氣相沉積法于一生長基底生長一超順排碳納米管陣列；

從所述超順排碳納米管陣列中選定多個碳納米管;以及

將該選定的多個碳納米管沿遠(yuǎn)離碳納米管陣列的方向拉伸，碳納米管陣列中的碳納米管連續(xù)地被拉出形成一連續(xù)的碳納米管膜。

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)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)經(jīng)過有機(jī)溶劑處理后形成。

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)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)經(jīng)激光處理后形成。

13.如權(quán)利要求1所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，提供一自支撐的碳納米管膜結(jié)構(gòu)覆蓋所述石墨烯膜的步驟中，所述石墨烯的表面先鋪設(shè)一層高分子材料層。

14.如權(quán)利要求1所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述去除至少部分所述金屬基底的步驟包括以下步驟：

在所述金屬基底的第二表面形成一犧牲層，該犧牲層包括多個條帶狀的凹槽以露出所述第二表面；

刻蝕由所述多個條帶狀的凹槽露出的所述金屬基底的第二表面，露出所述石墨烯膜；以及

去除剩余的犧牲層材料，獲得一石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。

15.如權(quán)利要求14所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為一聚合物，該聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂或硅醚樹脂。

16.如權(quán)利要求14所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述刻蝕由所述多個條帶狀的凹槽露出的所述金屬基底的第二表面的方法為濕法刻蝕或者干法刻蝕。

17.如權(quán)利要求14所述的石墨烯碳納米管復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述剩余的犧牲層材料采用有機(jī)溶劑去除。