[发明专利]界面组装大面积均匀碳材料薄膜、其制备方法与应用

权利要求书

1.一种界面组装大面积均匀碳材料薄膜的制备方法，其特征在于包括：

将碳材料分散于第一液相体系中形成碳材料分散液，所述碳材料分散液的浓度为0.005mg/mL~5mg/mL；

以喷雾方式将碳材料分散液喷洒至第二液相体系表面，使碳材料在第二液相体系表面进行自组装而形成薄膜，将碳材料分散液喷洒至第二液相体系表面时，采用的喷雾速度为1mL/min~50mL/min，在喷雾过程中，喷洒的液滴的尺寸为5μm~100μm；以及

先以10~30mN/m的毛细力对所述薄膜进行预挤压，再以40~60mN/m的毛细力的进行挤压处理，在所述的挤压处理完成后，对所获碳材料薄膜进行熟化处理，所述熟化处理的时间为0.1~48h，从而获得所述大面积均匀碳材料薄膜；

其中，所述碳材料在第一液相体系中的分散度大于在第二液相体系中的分散度，且第一液相体系能与第二液相体系互溶；

所述碳材料薄膜的厚度为10nm~500nm，透光率为30%~90%，表面方阻为500~30000Ω/□。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：将碳材料分散液喷洒至第二液相体系表面时，采用的喷雾速度为1mL/min~30mL/min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：将碳材料分散液喷洒至第二液相体系表面时，采用的喷雾面积与所述薄膜的成膜面积相同或接近。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳材料分散液的浓度为0.05mg/mL~2mg/mL。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳材料包括无修饰碳材料和/或官能化碳材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述官能化碳材料具有的功能基团选自-NH₂、-COOH和-OH中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述碳材料选自石墨烯和/或碳纳米管。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述石墨烯选自纯石墨烯和官能化石墨烯中的任意一种或两种的组合。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述官能化石墨烯为还原型氧化石墨烯。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管选自无修饰碳纳米管和/或官能化碳纳米管。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一液相体系选自乙醇、丙三醇、乙二醇、丙酮、甲苯、二氯乙烷和水中的任意一种。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：所述第二液相体系选自乙醇、丙三醇、乙二醇、丙酮、甲苯、二氯乙烷和水中的任意一种。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：在所述的熟化处理结束后，将所获碳材料薄膜转移至基底上，或者，将所述碳材料薄膜转移至第三液相体系表面进行修饰和/或杂化处理。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于：所述基底选自刚性基底或柔性基底。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述刚性基底选自硅片和/或玻璃片，所述柔性基底为有机基底。

16.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于：所述基底选自亲水基底或疏水基底。

17.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于：所述基底表面具有凹凸形貌。