一种大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法及应用。所述后处理方法包括：使原始碳纳米管薄膜浸润于氯磺酸中静置，之后置于空气中，使碳纳米管薄膜内部的氯磺酸分子能够与空气中的水分子反应，而后在碳纳米管薄膜内部生成硫酸分子，促使水分子进入到碳纳米管薄膜内部；之后再次置于氯磺酸中，使其与水分子化学反应产生氯化氢气体，致使碳纳米管薄膜膨胀；进行牵伸处理后再次浸润于氯磺酸溶液中，最后进行高温真空退火热处理。本发明专利技术制备的碳纳米管薄膜的拉伸强度在GPa量级，电导率在106S/m级别，且表面平整度更高，有利于其与其他材料复合，构筑出结合力更强的复合界面，进而有利于复合材料最终力、电学性能的大幅提升。幅提升。幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种大幅提高碳纳米管薄膜的力学和电学性能的后处理方法，属于碳纳米管后处理


技术介绍

[0002]碳纳米管具有极长的电子平均自由程，研究数据显示其最长可超过30μm(铜：40nm)，极大的电子平均自由程赋予了碳纳米管优异的电导率(理论值可达108S/m)，相比铜，在数值上可实现一个数量级的提升。于此同时，碳纳米管还兼具密度低、化学性能稳定、热导率优异和拉伸力学强度高等优良特性，因此，碳纳米管成为了一种重要的高导电候选材料。
[0003]但是，碳纳米管宏观体在组装的过程中，难以避免地会引入各种类型的缺陷，如宏观体微观组织内部的大量孔隙，碳纳米管与碳纳米管之间较小的接触面积，以及较差的碳纳米管取向分布；最终导致碳纳米管宏观体的现有电学性能距理论值存在较大的差距。数据显示，浮动催化法生产出的碳纳米管薄膜的电导率普遍位于8
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104S/m左右，拉伸力学强度仅为100MPa左右，距离实际应用的力、电学性能水平具有较大的差距。r/>[0004]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法，其特征在于，包括：(1)使原始碳纳米管薄膜充分浸润于氯磺酸中，并静置，使氯磺酸分子进入碳纳米管薄膜内部；(2)将步骤(1)所获充分浸润氯磺酸后的碳纳米管薄膜置于空气中，使碳纳米管薄膜内部的氯磺酸分子能够与空气中的水分子充分发生反应，而后在碳纳米管薄膜内部生成硫酸分子，并使水分子进入到碳纳米管薄膜内部；(3)将步骤(2)所获碳纳米管薄膜再次置于氯磺酸中，使氯磺酸与水分子进行化学反应产生氯化氢气体，致使碳纳米管薄膜产生膨胀，膨胀倍数为500以上；(4)对步骤(3)所获膨胀后的碳纳米管薄膜进行牵伸处理，牵伸处理的幅度为50％～500％；(5)使经牵伸处理后的碳纳米管薄膜重复进行步骤(1)多次；(6)对步骤(5)所获碳纳米管薄膜进行高温真空退火热处理，制得高强度、高导电碳纳米管薄膜，所述高温真空退火热处理的温度在300℃以下，真空度＜10
‑2Pa；所述高强度、高导电碳纳米管薄膜的拉伸强度在GPa量级，电导率在106S/m级别。2.根据权利要求1所述的大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法，其特征在于，步骤(1)包括：将原始碳纳米管薄膜充分浸润于氯磺酸溶液中，并静置12h以上，使氯磺酸分子进入碳纳米管薄膜内部，至碳纳米管薄膜处于柔软状态。3.根据权利要求1所述的大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法，其特征在于，步骤(2)包括：将充分浸润氯磺酸后的碳纳米管薄膜置于潮湿的空气中，使碳纳米管薄膜内部的氯磺酸分子能够与空气中的水分子充分发生反应，从而在碳纳米管薄膜内部生成硫酸分子，并使水分子进入到碳纳米管薄膜内部，待碳纳米管薄膜表面没有氯化氢白雾产生为止。4.根据权利要求1所述的大幅提高碳纳米管薄膜性能的后处理方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会芳，金赫华，勇振中，刘丹丹，李清文，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：