[發(fā)明專利]二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210017879.1
• 申請(qǐng)日: 2012-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN103219066A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃富強(qiáng);畢輝;林天全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): H01B5/00
• 分類號(hào): H01B5/00;H01B5/14;H01B1/04;H01B13/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

1.一種二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜，所述柔性導(dǎo)電薄膜是以石墨烯和納米線為原料，通過(guò)分散-過(guò)濾的方法獲得石墨烯/納米線復(fù)合薄膜，其中，薄膜厚度為10nm-1000μm，方塊電阻在0.001-3000歐姆/平方范圍內(nèi)，電導(dǎo)率為0.01-5000S/cm。

2.如權(quán)利要求1所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜，其特征在于，所述二維石墨烯為單層石墨烯、多層石墨烯或它們的混合；優(yōu)選地，所述石墨烯厚度分布在0.34-40nm范圍內(nèi)，平均直徑在10nm-100μm之間。

3.如權(quán)利要求1所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜，其特征在于，所述一維納米線包括導(dǎo)體納米線、半導(dǎo)體納米線和絕緣體納米線；優(yōu)選地，所述納米線直徑為10-800nm，納米線長(zhǎng)度為10nm-1000μm。

4.如權(quán)利要求3所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜，其特征在于，所述導(dǎo)體納米線包括銅、銀、鈷、金、鎳、鋅、鐵、鉑、釕、鉬、鈮、銥、鈀、鈦、鎬、鎢、釩、鉍、碳(例如，碳納米管和碳納米纖維)以及它們的合金；所述半導(dǎo)體納米線包括鉬酸鉀、鉬酸鈉、氧化鈦、氧化鋅、氧化鉭、氧化鉬、硅、磷化銦、氮化鎵、氧化亞銅、氧化銅、碳化硅、氮化鋁、砷化鎵、砷華銦、礬酸鋰、鈦酸鉛、硒、鈷酸鎳、硫化鋅、氧化鉍、氧化鈷、氧化錳、氧化鎵、硫化銀、硫化鎘、硫化銅、硫化亞銅、氧化銦、硫化銦、氧化錫、碲化銻、碲化鎘、硫化錳、氧化鎢、碲化鉍、氧化釩、氧化鐵、硒化鎘、氧化鍺、氮化銦、硒化銅和硒化亞銅；所述絕緣體納米線包括氮化硼、氮化硅、氧化鋯、氧化鋁和氮化碳。

5.一種二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，所述方法包括：

(1)將石墨烯和納米線分散到水溶液或有機(jī)溶劑中，獲得石墨烯/納米線懸浮液；

(2)在所述懸浮液中加入分散助劑，經(jīng)超聲分散后，獲得穩(wěn)定的石墨烯/納米線混合分散液；

(3)將上述混合分散液通過(guò)濾膜或?yàn)V紙進(jìn)行抽濾，真空干燥，直接獲得柔性石墨烯/納米線/濾膜或?yàn)V紙復(fù)合材料；

(4)采用溶劑溶解法和/或冷壓的方法去除濾膜或?yàn)V紙，獲得無(wú)支撐的石墨烯/納米線復(fù)合薄膜；

(5)任選地，將所述無(wú)支撐的石墨烯/納米線復(fù)合薄膜轉(zhuǎn)移到絕緣襯底、導(dǎo)電襯底或柔性襯底上；

(6)將石墨烯/納米線復(fù)合薄膜放入氣氛爐中退火，去除有機(jī)溶劑和分散助劑。

6.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述石墨烯是一種或多種采用化學(xué)剝離法、液相剝離法、電孤放電法、化學(xué)氣相沉積法和溶劑熱法制得的石墨烯。

7.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述石墨烯的水溶液或有機(jī)溶液的濃度為0.01-10mg/ml。

8.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述納米線是一種或多種通過(guò)溶劑熱法、化學(xué)氣相沉積法、熱注入法、電沉積法、化學(xué)浴沉積法制得的納米線。

9.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述納米線的水溶液或有機(jī)溶液的濃度為0.01-10mg/ml。

10.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇、正己烷、甲酰胺、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、甲醇、環(huán)己烷、N-甲基吡咯烷酮、戊烷、甲酸、乙酸、乙醚、苯甲醚、丙醇或丁醇。

11.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述分散助劑為十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸皂、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十六烷基聚氧乙烯醚磷酸鈉，十八烷基三甲基氯化銨、C12～14烷基二甲基芐基氯化銨和雙十八烷基二甲基氯化鈉；以所述混合分散液的總質(zhì)量計(jì)，所述分散助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001％-1％。

12.如權(quán)利要求5所述的二維石墨烯與一維納米線復(fù)合的柔性導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述濾膜或?yàn)V紙平均孔徑為25nm-1000nm。