一种石墨烯-碳纳米管复合结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基体，该基体具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；提供至少一石墨烯膜，该石墨烯膜形成或设置于所述基体的第一表面；提供至少一碳纳米管层，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合在一起，所述石墨烯膜与所述碳纳米管层相接触，得到基体-石墨烯-碳纳米管复合结构；除去基体，得到石墨烯-碳纳米管复合结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石墨烯复合结构的制备方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的石墨烯复合结构的制备方法。
技术介绍
石墨烯请参见文献K. S. Novoselov, et al. Electric field effect inatomically thin carbon films. Science, 2004，306(5696): 666-669与碳纳米管请参见文献S. Iijima. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 1991，354(6348): 56-58均为碳的同素异形体，并且具有特殊的物理性质。石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝煤状晶格结构的一种碳质新材料，具有优异的电学性能和热学性能，其室温电子迁移率可达ISOOOcm2V-1S'热传导率可达SOOOWnr1K'碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的无缝中空管体，其长度可达数微米至数毫米，直径在几纳米至几十纳米之间，是·典型的一维纳米材料，具有优异的力学、电学和化学性能。石墨烯和碳纳米管都可做为薄膜材料。然而，石墨烯和碳纳米管单独作为薄膜材料都存在缺点。石墨烯虽具有高导电性，但在制备构成中层数难予精确控制，层片的尺寸和形状不一，在成膜过程中易发生堆叠或脱离，而层片堆叠会降低薄膜的透光性，层片彼此脱离会增加面电阻。碳纳米管薄膜呈网络结构，管束间存在较大的空隙，这些空隙虽有利于透光，却削弱了薄膜的导电性。石墨烯和碳纳米管在结构和性能上具有互补性，因此，石墨烯与碳纳米管的复合是未来的一个发展趋势。目前，石墨烯与碳纳米管的复合多采用液相法，先将石墨烯碎片和碳纳米管粉末分别分散于溶液中，再将上述混合液成膜制得。液相法获得的石墨烯-碳纳米管复合结构中，由于石墨烯是以大量碎片的形式而非整体层状分散于该复合结构中，使得该复合结构的导电性下降，而且也影响整体复合结构的韧性；由于碳纳米管杂乱无章地分布在该复合结构中，使光线无法从该复合结构中有效透过，即，该复合结构的透光性下降。因此，液相法制得的石墨烯-碳纳米管复合结构并不能充分有效地发挥石墨烯和碳纳米管二者的特性，存在导电性、韧性和透光性较差等缺点。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种导电性、韧性和透光性良好的。一种，其包括以下步骤提供一基体，该基体具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；提供至少一石墨烯膜，该石墨烯膜形成或设置于所述基体的第一表面；提供至少一碳纳米管层，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合在一起，所述石墨烯膜与所述碳纳米管层相接触，得到基体-石墨烯-碳纳米管复合结构；除去基体，得到石墨烯-碳纳米管复合结构。一种，其包括以下步骤提供一基体，该基体具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；提供至少一石墨烯膜，该石墨烯膜形成或设置于所述基体的第一表面；在所述基体的第一表面的石墨烯膜上涂覆保护层；除去基体，得到保护层-石墨烯复合结构；提供至少一碳纳米管层，将所述保护层-石墨烯复合结构与该碳纳米管层复合，所述石墨烯膜与所述碳纳米管层相接触，得到保护层-石墨烯-碳纳米管复合结构；除去保护层，得到石墨烯-碳纳米管复合结构。与现有技术相比较，利用本专利技术的制备方法所制备的石墨烯-碳纳米管复合结构具有优异的导电性、韧性和透光性。而且，本专利技术提供的采用溶液腐蚀法除去基体，操作简单，对设备要求低，成本低。附图说明图I为本专利技术第一具体实施例提供的的工艺流程图。图2为本专利技术第一具体实施例提供的所采 用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。图3为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的碳纳米管絮化膜的扫描电镜照片。图4为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的碳纳米管碾压膜的扫描电镜照片。图5为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的碳纳米管网状结构的结构示意图。图6为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图7为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图8为本专利技术第一具体实施例提供的所采用的热压过程示意图。图9为本专利技术第一具体实施例提供的石墨烯-碳纳米管复合结构的扫描电镜照片。图10为本专利技术第一具体实施例提供的石墨烯-碳纳米管复合结构的透明度的测试曲线图。图11为本专利技术第二具体实施例提供的的工艺流程图。主要元件符号^_基体100基体的第一表面—102基体的第二表面—104石墨烯膜保护层_108碳纳米管层_110碳纳米管网状结构_112第一碳纳米管线状结构IllI权利要求1.一种，其包括以下步骤 提供一基体，该基体具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面； 提供至少一石墨烯膜，该石墨烯膜形成或设置于所述基体的第一表面； 提供至少一碳纳米管层，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合在一起，所述石墨烯膜与所述碳纳米管层相接触，得到基体-石墨烯-碳纳米管复合结构；以及 除去基体，得到石墨烯-碳纳米管复合结构。2.如权利要求I所述的，其特征在于，所述石墨烯膜采用化学气相沉积法、机械加压法、LB法、溶液法或胶带从定向石墨上撕取的方法制备。3.如权利要求2所述的，其特征在于，所述机械加压法包括以下步骤 用氧等离子体处理所述基体的第一表面，使该第一表面形成氧化层； 提供一块状闻定向热解石墨，将该闻定向热解石墨切出平整表面并形成解理面； 将形成有解理面的高定向热解石墨放置于所述基体的第一表面的氧化层；以及 对所述基体的第一表面的高定向热解石墨加压后，释放压力，除去剩余高定向热解石mO4.如权利要求3所述的，其特征在于，所述基体为娃基体。5.如权利要求3所述的，其特征在于，所述对基体第一表面的高定向热解石墨加压的方法通过将所述基体以及设置在所述基体第一表面的高定向热解石墨放置于一夹具中，通过加压装置对该夹具施加10千克至20千克的压力5分钟至10分钟实现。6.如权利要求I所述的，其特征在于，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合的过程中，预先在所述石墨烯膜的表面设置一高分子材料层，所述碳纳米管层通过该高分子材料层与所述石墨烯膜复合。7.如权利要求6所述的，其特征在于，所述高分子材料层由熔融态闻分子材料或闻分子材料溶液干燥后形成。8.如权利要求7所述的，其特征在于，所述熔融态高分子材料或高分子材料溶液的粘度均大于I帕秒，并且常温下为固态透明。9.如权利要求8所述的，其特征在于，所述高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯。10.如权利要求I所述的，其特征在于，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合的步骤通过热压的方式进行，在所述热压步骤中，加热温度为70度至150度，施加压力为5千克至20千克。11.如权利要求I所述的，其特征在于，所述除去基体的过程中预先用氧等离子体氧化所述基体的第二表面。12.如权利要求I所述的，其特征在于，所述除去基体的步骤是采用溶液腐蚀法将所述基体腐蚀。13.如权利要求12所述的，其特征在于，所述除去基体的步骤之后采用超临界CO2的方法除去所述溶液，其包括以下步骤 用所述液态CO2取代所述溶液； 使所述液态CO2处于超临界状态； 除去所述CO2。14.如权利要求I所述的，其特征在于，所述除去基体后包括一在去离子水中漂浮清洗所述石墨烯-碳纳米管复合结构的步骤。15.一种，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯？碳纳米管复合结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基体，该基体具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；提供至少一石墨烯膜，该石墨烯膜形成或设置于所述基体的第一表面；提供至少一碳纳米管层，将所述基体和所述石墨烯膜与该碳纳米管层复合在一起，所述石墨烯膜与所述碳纳米管层相接触，得到基体？石墨烯？碳纳米管复合结构；以及除去基体，得到石墨烯？碳纳米管复合结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜开利，林晓阳，肖林，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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