[发明专利]石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一金属基底，该金属基底具有一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

采用化学气相沉积法在所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜；

形成一高分子层覆盖所述石墨烯膜；

去除部分金属基底，获得石墨烯膜与高分子层的复合结构；以及

提供一自支撑的碳纳米管膜结构与所述石墨烯与高分子层的复合结构复合。

2.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底的厚度为100纳米至100微米。

3.如权利要求2所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底为镍箔。

4.如权利要求2所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述金属基底为铜箔。

5.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述采用化学气相沉积法在所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜的步骤包括以下步骤：

将所述金属基底放入一反应室内，在800摄氏度至1500摄氏度范围处理所述金属基底的第一表面；

向反应室内通入碳源气，于所述金属基底的第一表面生长石墨烯膜；以及

将所述金属基底冷却至室温，取出生长有石墨烯膜的金属基底。

6.如权利要求5所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述高温处理所述金属基底的第一表面的步骤在氢气条件下进行。

7.如权利要求6所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述石墨烯生长的步骤中，反应室中持续通入氢气。

8.如权利要求7所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述冷却所述金属基底的步骤中，反应室中持续通入氢气以及碳源气。

9.如权利要求8所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述氢气与碳源气的通气流量比的范围为45:2~15:2。

10.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述高分子层为液态高分分子直接涂敷于石墨烯膜表面形成。

11.如权利要求10所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述液态高分子为熔融态的高分子材料或高分子材料溶于挥发性有机溶剂所形成的溶液。

12.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述高分子层的材料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、对苯二甲酸乙二醇酯、苯丙环丁烯或聚环烯烃。

13.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构由一个碳纳米管膜或者多个碳纳米管膜交叉层叠组成，该碳纳米管膜的制备方法包括以下步骤：

采用化学气象沉积法于一生长基底生长一超顺排碳纳米管阵列；

从所述超顺排碳纳米管阵列中选定多个碳纳米管;以及

将该选定的多个碳纳米管沿远离碳纳米管阵列的方向拉伸，碳纳米管阵列中的碳纳米管连续地被拉出形成一连续的碳纳米管膜。

14.如权利要求13所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构经过有机溶剂处理后形成。

15.如权利要求13所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构经激光处理后形成。

16.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构与所述石墨烯膜之间具有高分子材料。

17.如权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合膜结构的制备方法，其特征在于，所述去除部分所述金属基底的步骤包括以下步骤：

在所述金属基底的第二表面形成一牺牲层，该牺牲层包括多个条带状的凹槽以露出所述第二表面；

刻蚀由所述多个条带状的凹槽露出的所述金属基底的第二表面，露出所述石墨烯膜；以及

去除剩余的牺牲层材料，获得一石墨烯碳纳米管复合膜结构。