一种树枝状层状自组装柔性导电膜及其制备方法技术

一种树枝状层状自组装柔性导电膜及其制备方法。所述导电膜是由碳化钛、碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮的混合水溶液,在溶剂蒸发情况下诱导自组装形成的。该导电膜具有树枝状层状相结合的结构，具有高的空隙率和机械柔韧性。与纯碳化钛导电膜相比，该导电膜具有更大的抗弯曲性，该膜在弯曲半径为0.35mm时的电阻变化百分数(ΔR/R

A self-assembled flexible conducting film with dendrimers and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种树枝状层状自组装柔性导电膜及其制备方法
本专利技术属于柔性电子制造领域，特别涉及一种树枝状层状自组装柔性导电膜及其制备方法。
技术介绍
MXene是一种新型的由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物组成的二维纳米晶体材料的统称，此类材料具有类似石墨烯的二维结构，其化学式为MnXn，(n＝1、2、3，M为过渡金属元素，X为碳或氮元素)。MXene一般通过酸刻蚀层状陶瓷材料MAX相获得，例如，在HF水溶液中刻蚀Ti3AlC2，可以选择性地清除Al原子，生成碳化钛(Ti3C2),而碳化钛的表面可能产生了一些末端O、OH或F原子。MXene具有优异的电学、力学、磁学等性能，近年来已被用作超级电容器，传感器，和导体的电极，在储能、电磁屏蔽以及光电化学催化等领域也得到广泛应用。通常，由于MXene的片状结构，它们的分散体在溶液中干燥时，极易在范德华力作用下不可逆地形成无规聚集体或紧密堆积的薄片。这不利于MXene薄片之间的电子或质量的传输，并且所制备的大分子膜显示出低的柔韧性，在弯曲情况下容易破裂，严重影响了它们在不同领域应用时的宏观性能。将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树枝状层状自组装柔性导电膜，其特征在于，所述导电膜是将碳化钛(MXene)、碳纳米管(CNT)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)粉末按照质量比为0:1:2至32:1:2溶解在水中,涂覆在基底上，在溶剂蒸发情况下诱导自组装形成的树枝状层状相结合的导电膜；该导电膜内部具有由一维的纤维状碳纳米管和二维的层状碳化钛相结合的树枝状层状结构，而表面具有由纳米级到微米级尺寸可调控的粗糙形貌，与纯碳化钛膜相比，随着碳纳米管的质量比增加，导电膜内部树枝状结构增加，空隙增大，与纯碳纳米管膜相比，随着碳化钛的质量比增加，导电膜内部层状结构增加，空隙减小，同时导电膜表面的粗糙形貌由纳米级增大到微米级，能够提高触觉传感...

【技术特征摘要】
1.一种树枝状层状自组装柔性导电膜，其特征在于，所述导电膜是将碳化钛(MXene)、碳纳米管(CNT)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)粉末按照质量比为0:1:2至32:1:2溶解在水中,涂覆在基底上，在溶剂蒸发情况下诱导自组装形成的树枝状层状相结合的导电膜；该导电膜内部具有由一维的纤维状碳纳米管和二维的层状碳化钛相结合的树枝状层状结构，而表面具有由纳米级到微米级尺寸可调控的粗糙形貌，与纯碳化钛膜相比，随着碳纳米管的质量比增加，导电膜内部树枝状结构增加，空隙增大，与纯碳纳米管膜相比，随着碳化钛的质量比增加，导电膜内部层状结构增加，空隙减小，同时导电膜表面的粗糙形貌由纳米级增大到微米级，能够提高触觉传感器的灵敏度。


2.根据权利要求1所述的树枝状层状自组装柔性导电膜，其特征在于，所述导电膜根据碳化钛/碳纳米管/聚乙烯吡咯烷酮的质量比按照0:1:2、2:1:2、8:1:2、16:1:2、32:1:2依次进行树枝状结构、树枝状层状相结合的结构调控。


3.根据权利要求1所述的树枝状层状自组装柔性导电膜，其特征在于，所述碳化钛、碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮粉末的质量比为16:1:2。


4.根据权利要求1所述的树枝状层状自组装柔性导电膜，其特征在于，所述导电膜上的树枝状层状结构能够在多种基底上形成，所述基底包括天然橡胶、热塑性聚氨酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚碳酸亚乙酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。


5.一种权利要求1所述的树枝状层状自组装柔性导电膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将LiF，Ti3AlC2和盐酸按照质量比8:5:33在特氟龙容器中混合，并在35-45℃下搅拌24小时，通过Ti3AlC2前体在HCl-LiF水性混合物中剥离来制备MXene；
步骤2：将步骤1反应后的混合物以9500-10,000rpm超速离心10-15分钟，除去上清液，并将沉淀物重新分散在去离子水中，重复上述离心洗涤过程直到pH为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘遵峰，陈萌萌，胡晓宇，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12