[发明专利]高度取向的腐殖酸膜和由其衍生的高度传导性石墨膜以及含有其的装置

权利要求书

1.一种高度取向的腐殖酸膜，其包含化学结合或合并的并且基本上彼此平行的多个腐殖酸(HA)或化学官能化腐殖酸(CHA)片，其中，所述膜具有从5nm至500μm的厚度、不小于1.3g/cm³的物理密度、具有如通过X射线衍射测定的0.4nm至1.3nm的平面间间距d₀₀₂的六方碳平面、和按重量计低于5％的非碳元素含量或氧含量。

2.一种高度传导性石墨膜，其通过热处理衍生自如权利要求1所述的高度取向的腐殖酸膜，其中，所述石墨膜具有平面间间距d₀₀₂小于0.4nm的六方碳平面和按重量计小于2％的氧含量或非碳元素含量、不小于1.6g/cm³的物理密度、大于600W/mK的面内热导率、大于2,000S/cm的面内电导率、大于20MPa的拉伸强度。

3.如权利要求1所述的高度取向的腐殖酸膜，其进一步包含平行于所述HA或CHA片的石墨烯片或分子，其中，HA与石墨烯或CHA与石墨烯的比率是从1/100至100/1并且所述石墨烯选自原生石墨烯、氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、氟化石墨烯、溴化石墨烯、碘化石墨烯、掺杂硼的石墨烯、掺杂氮的石墨烯、化学官能化石墨烯、或其组合。

4.一种高度传导性石墨膜，其通过热处理衍生自如权利要求3所述的高度取向的腐殖酸膜，其中，所述石墨膜具有平面间间距d₀₀₂小于0.4nm的六方碳平面和按重量计小于2％的氧含量或非碳元素含量、不小于1.6g/cm³的物理密度、大于600W/mK的面内热导率、大于2,000S/cm的面内电导率、大于20MPa的拉伸强度。

5.如权利要求1所述的高度取向的腐殖酸膜，其进一步包含聚合物，其中，所述HA或CHA片分散在所述聚合物中或通过所述聚合物结合。

6.如权利要求3所述的高度取向的腐殖酸膜，其进一步包含聚合物，其中，所述HA或CHA片和石墨烯片分散在所述聚合物中或通过所述聚合物结合。

7.如权利要求1所述的高度取向的腐殖酸膜，其中，所述CHA含有选自以下项的化学官能团：聚合物、SO₃H、COOH、NH₂、OH、R'CHOH、CHO、CN、COCl、卤根、COSH、SH、COOR'、SR'、SiR'₃、Si(--OR'--)_yR'₃-y、Si(--O--SiR'₂--)OR'、R、Li、AlR'₂、Hg--X、TlZ₂和Mg--X；其中，y是等于或小于3的整数，R'是氢、烷基、芳基、环烷基、或芳烷基、环芳基、或聚(烷基醚)，R”是氟代烷基、氟代芳基、氟代环烷基、氟代芳烷基或环芳基，X是卤根，并且Z是羧酸根或三氟乙酸根、或其组合。

8.如权利要求3所述的高度取向的腐殖酸膜，其中，所述石墨烯片含有化学官能化石墨烯，所述化学官能化石墨烯含有选自以下项的化学官能团：聚合物、SO₃H、COOH、NH₂、OH、R'CHOH、CHO、CN、COCl、卤根、COSH、SH、COOR'、SR'、SiR'₃、Si(--OR'--)_yR'₃-y、Si(--O--SiR'₂--)OR'、R、Li、AlR'₂、Hg--X、TlZ₂和Mg--X；其中，y是等于或小于3的整数，R'是氢、烷基、芳基、环烷基、或芳烷基、环芳基、或聚(烷基醚)，R”是氟代烷基、氟代芳基、氟代环烷基、氟代芳烷基或环芳基，X是卤根，并且Z是羧酸根或三氟乙酸根、或其组合。

9.如权利要求2所述的高度传导性石墨膜，其中，所述石墨膜具有从10nm至200μm的厚度。