[發明專利]碳納米管薄膜制造設備及制備碳納米管薄膜的方法

無效

• 申請號: 201110311780.8
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN103043643A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 李清文;勇振中;徐耿;陳名海
• 申請（專利權）人: 蘇州捷迪納米科技有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔;陸敏勇

技術領域

本發明屬于微納米領域，具體涉及一種碳納米管薄膜制造設備，以及采用該碳納米管薄膜制造設備制備碳納米管薄膜的方法。

背景技術

碳納米管是一種典型的一維納米材料，具有完美的碳六邊形連接結構，具有高強度，超輕量的力學特性以及獨特的石墨層結構形成的特殊電學性質，其獨特的力學性質和特殊電學性質一直深受國內外科學工作者的關注。如今，輕質高強的材料技術已經在某種程度上成為衡量國家工業水平的主要標志之一，所以碳納米管材料獨特的輕質高強特性注定要成為研究輕量材料主要方向之一，另外，與碳纖維相比，碳納米管的形成過程簡單，節能，無毒低污染，曾被譽為：“將是價格便宜、環境友好并為人類創造奇跡的材料”。

雖然碳納米管性能優異，具有廣泛的應用，但是一般情況下制備得到的碳納米管為分散的顆粒狀或粉末狀，這對人們的應用造成了很多不便。碳納米管薄膜是碳納米管實際應用的一種重要形式。具體地，碳納米管膜已被研究用作場發射源、光電和生物傳感器、透明導電體、電池電極、吸波材料、水凈化材料、發光材料等。這些應用研究的基礎，是碳納米管薄膜的制備技術。

碳納米管薄膜材料的質量取決于碳納米管陣列的質量以及制膜設備和技術等幾個方面。目前在可紡絲碳納米管陣列制備研究方面已經取得了突破性的進展，已經成功實現了大面積（8?Inch）硅片基底上可紡絲碳納米管陣列的均勻制備，然而在制膜設備和技術等方面的技術研究相對較少。例如中國申請號?200910106771.8專利中，采用黏膠黏貼的方法進行拉膜，但是該方法在操作過程中容易存在碳納米管局部粘貼不牢的問題，進一步導致碳納米管薄膜生產的不連續。

因此，迫切需要開發一種連續制備碳納米管薄膜的方法，可以連續大批量制得碳納米管薄膜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳納米管薄膜制造設備，其可以連續大批量制得碳納米管薄膜。

本發明的目的還在于提供一種采用上述碳納米管薄膜制造設備制備碳納米管薄膜的方法。

為實現上述發明目的之一，本發明提供一種碳納米管薄膜制造設備，用于從碳納米管陣列中制取碳納米管薄膜，該設備包括：

切割裝置，用于從碳納米管陣列中切割出牽引頭；

牽引裝置，用于牽引所述切割裝置；

連接裝置，用于連接所述切割裝置和牽引裝置。

作為本發明的進一步改進，所述連接裝置可以調節所述切割裝置所在平面和牽引裝置的中軸線間的夾角，所述夾角的范圍為60~150?度。?

作為本發明的進一步改進，所述牽引裝置可以手持牽引或者固定在外界的自動控制機械裝置上。

作為本發明的進一步改進，所述切割裝置可以在其所在的平面內進行±5度的轉動。

作為本發明的進一步改進，所述切割裝置包括具有刀刃的刀片，所述刀片的刀刃所在的直線垂直于所述牽引裝置的中軸線在刀片上的投影。?

作為本發明的進一步改進，所述刀片的刀刃寬度小于2cm，所述刀片的厚度小于1mm。

為實現上述另一發明目的，本發明還提供一種應用上述的碳納米管薄膜制造設備制備碳納米管薄膜的方法，?該方法包括以下步驟：

提供一形成于基底上的碳納米管陣列，并調節所述碳納米管薄膜制造設備至碳納米管陣列邊緣處的制膜位置；

從所述邊緣處的制膜位置，用所述切割裝置切入碳納米管陣列；

在所述牽引裝置的牽引下，將所述切割裝置朝遠離碳納米管陣列的方向拉伸，以制得碳納米管薄膜。

作為本發明的進一步改進，所述切割裝置包括具有刀刃的刀片，所述制膜位置是指所述牽引裝置的中軸線、切割裝置的刀刃、及碳納米管陣列的基底間互相平行時的位置。

作為本發明的進一步改進，當所述切割裝置切入碳納米管陣列時，碳納米管薄膜制造設備保持在制膜位置，直至所述刀刃接觸到碳納米管陣列的基底。

作為本發明的進一步改進，當所述碳納米管薄膜制造設備遠離碳納米管陣列時，所述制得的碳納米管薄膜所在平面與碳納米管陣列基底所在平面間夾角的范圍為5~40度。

本發明的有益效果是：通過在碳納米管薄膜制造設備中采用切割裝置切割碳納米管陣列而得到牽引頭，使得拉伸時得到的碳納米管薄膜的端部與切割裝置間充分緊密接觸，進而使其可以通過范德華力充分緊密粘附于切割裝置上，保證了制膜過程的連續不間斷。

附圖說明

圖1是本發明碳納米管薄膜制造設備一具體實施方式的立體示意圖；