[发明专利]碳纳米管薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管薄膜的制备方法。

背景技术

碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料(请参见Helical microtubules of graphitic carbon，Nature，Sumio Iijima，vol354，p56(1991))。碳 纳米管的特殊结构决定了其具有特殊的性质，如高抗张强度和高热稳定性； 随着碳纳米管螺旋方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性等。由 于碳纳米管具有理想的一维结构以及在力学、电学、热学等领域优良的性质， 其在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域已展现出广阔的应用前景，在 科学研究以及产业应用上也受到越来越多的关注。

虽然碳纳米管性能优异，具有广泛的应用，但是一般情况下制备得到的 碳纳米管为颗粒状或粉末状，这对人们的应用造成了很多不便。

为了制成薄膜状的碳纳米管结构，现有的方法主要包括：直接生长法； 喷涂法或朗缪尔·布洛节塔(Langmuir Blodgett，LB)法。其中，直接生长法一 般通过控制反应条件，如以硫磺作为添加剂或设置多层催化剂等，通过化学 气相沉积法直接生长得到碳纳米管薄膜结构。喷涂法一般通过将碳纳米管粉 末形成水性溶液并涂覆于一基材表面，经干燥后形成碳纳米管薄膜结构。LB 法一般通过将一碳纳米管溶液混入另一具有不同密度之溶液(如有机溶剂) 中，利用分子自组装运动，碳纳米管浮出溶液表面形成碳纳米管薄膜结构。

然而，上述通过直接生长法、喷涂法或LB法获得的碳纳米管薄膜结构 均需形成在一个基底上，无法实现自支撑结构。另外，上述方法制备的碳纳 米管薄膜结构中的碳纳米管为无序排列，无法充分利用碳纳米管良好的径向 导电性。进一步的，上述方法制备的碳纳米管薄膜结构厚度较厚，透明度较 差，一般均为一黑色薄膜，无法取代现有的铟锡氧化物(ITO)材料，用于制 备透明导电薄膜。

因此，确有必要提供一种碳纳米管薄膜的制备方法，使采用该制备方法 得到的碳纳米管薄膜具有自支撑结构、较好的导电性及较大的透明度。

发明内容

一种碳纳米管薄膜的制备方法，其包括以下步骤：制备一碳纳米管阵列， 形成于一基底；采用等离子体处理该碳纳米管阵列；以及采用一拉伸工具从 等离子体处理后的碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管薄膜。

相较于现有技术，本技术方案碳纳米管薄膜的制备方法具有以下优点： 其一，采用等离子体处理所述碳纳米管阵列，可以对该碳纳米管阵列的高度 进行控制，从而控制得到的碳纳米管薄膜的透明度。其二，通过对碳纳米管 阵列进行处理，可以去除排列不规则的碳纳米管，从而提高碳纳米管阵列的 顺排度，使碳纳米管薄膜更易拉取。其三，通过从碳纳米管阵列拉取得到的 碳纳米管薄膜中碳纳米管通过范德华力首尾相连，从而使碳纳米管薄膜具有 自支撑结构。其四，上述方法得到的碳纳米管薄膜中碳纳米管沿同一方向定 向排列，在该方向上碳纳米管薄膜具有优异的导电性。

附图说明

图1为本技术方案实施例碳纳米管薄膜的制备方法的流程示意图。

图2为本技术方案实施例获得的的碳纳米管薄膜的扫描电镜照片。

图3为本技术方案实施例等离子体处理后的碳纳米管薄膜的透射率曲 线。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案实施例碳纳米管薄膜的制备方法。

请参阅图1，本技术方案实施例中碳纳米管薄膜的制备方法主要包括以 下步骤：

步骤一：制备一碳纳米管阵列，优选地，该阵列为超顺排碳纳米管阵列。