[发明专利]碳纳米管膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管膜的制备方法。

背景技术

碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)是一种由石墨烯片卷成的中空管状物，其具有优异的力学、热学及电学性质，因此具有广阔的应用领域。由于单根碳纳米管的尺寸为纳米级，难于进行加工，为便于实际应用，人们尝试将多个碳纳米管作为原材料，制成具有较大尺寸的宏观结构。该宏观结构由多个碳纳米管组成，可以是膜状、线状或其它形状。现有技术中一般将由多个碳纳米管组成的宏观膜状结构称为碳纳米管膜(Carbon Nanotube Film)。

冯辰等人于2008年8月13日公开的第CN101239712A号中国发明专利申请公布说明书中揭露了一种从碳纳米管阵列中直接拉取获得的碳纳米管膜，这种碳纳米管膜具有宏观尺度且能够自支撑，其包括多个在范德华力作用下首尾相连的碳纳米管。由于该碳纳米管膜中碳纳米管基本沿同一方向排列，因此该碳纳米管膜能够较好的发挥碳纳米管轴向具有的导电及导热等各种优异性质，具有极为广泛的应用前景。

然而，该碳纳米管膜从一碳纳米管阵列中拉出，膜的面积受到该碳纳米管阵列尺寸的限制。传统的形成碳纳米管阵列的方法主要是化学气相沉积法(CVD)。化学气相沉积法运用沉积在生长基底上的纳米尺度的过渡金属或其氧化物作为催化剂，在一定温度下热解碳源气体来制备碳纳米管阵列。目前化学气相沉积法一般选用平面形状的硬质生长基底，如硅基底。而该平面形状的硬质生长基底由于受反应室尺寸的限制，其面积无法做到很大，从而使得生长于其上的碳纳米管阵列面积也无法做到很大。因此，使从该生长基底上生长的碳纳米管阵列中拉取的碳纳米管膜宽度和面积受到限制。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够获得尺寸较大的碳纳米管膜的制备方法。

本发明提供一种碳纳米管膜的制备方法，一种碳纳米管膜的制备方法，其包括以下步骤：在一弯曲成曲面形状的面状柔性基底的表面形成一碳纳米管阵列；至少局部展开所述被弯曲成曲面形状的面状柔性基底，从而至少局部展开所述碳纳米管阵列；采用一拉伸工具与该展开部分的碳纳米管阵列接触，从而在该碳纳米管阵列中选定一碳纳米管片段；以及通过该拉伸工具拉取该选定的碳纳米管片段，形成一碳纳米管膜。

相较于现有技术，本发明碳纳米管膜的制备方法具有以下优点：与传统的硬质生长基底相比，该柔性基底可被弯曲成各种形状之后再设置在相同的反应炉中生长碳纳米管阵列，从而可充分利用反应炉内的空间，生长出较大尺寸的碳纳米管阵列，进而使从该碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜具有较大的面积。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的碳纳米管膜的制备方法流程图。

图2为本发明第一实施例提供的碳纳米管膜的制备方法过程示意图。

图3为本发明第一实施例碳纳米管片段的结构示意图。

图4为本发明第一实施例碳纳米管膜的扫描电镜照片。

主要元件符号说明

碳纳米管膜            100

碳纳米管阵列          102

柔性基底              104

第一卷轴              106

第二卷轴              108

层状基底              110

第一表面              112

第二表面              114

磙子                  116

卡槽                  122

碳纳米管片段          143

碳纳米管         145

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明实施例碳纳米管膜的制备方法。

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种碳纳米管膜的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：在一弯曲成曲面形状的面状柔性基底104的表面形成一碳纳米管阵列102；

步骤二：至少局部展开所述被弯曲成曲面形状的面状柔性基底104，从而至少局部展开所述碳纳米管阵列102；

步骤三：采用一拉伸工具与该展开部分的碳纳米管阵列102接触，从而在该碳纳米管阵列102中选定一碳纳米管片段；以及

步骤四：通过该拉伸工具拉取该选定的碳纳米管片段，形成一碳纳米管膜100。

以下将对上述各步骤进行详细说明。