[发明专利]耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜具有多孔网状结构，并且所述复合薄膜包括由石墨烯片层膨胀形成的多孔结构以及碳纳米管，其中至少部分的碳纳米管分布于石墨烯片层之间形成三维网络结构；

所述复合薄膜具有耐弯折性能，在折叠1000次后仍不会产生折痕，所述碳纳米管/石墨烯复合薄膜的抗拉强度为1Mpa~100Mpa，电导率为10⁴S/m~10⁶ S/m。

2.根据权利要求1所述的耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜，其特征在于：相互配合的两个石墨烯片层之间由碳纳米管支撑和固定。

3.根据权利要求1所述的耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜，其特征在于：所述碳纳米管选自单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。

4.权利要求1-3中任一项所述耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供碳纳米管/氧化石墨烯复合薄膜；

在保护性气氛中对所述碳纳米管/氧化石墨烯复合薄膜依次进行炭化处理及石墨化处理，制得主要由碳纳米管与还原氧化石墨烯组成的耐弯折的碳纳米管/石墨烯复合薄膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：对包含氧化石墨烯及碳纳米管的混合分散液进行成膜处理，获得碳纳米管/氧化石墨烯复合薄膜。

6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括：将氧化石墨烯分散液与碳纳米管分散液混合，形成所述的混合分散液，所述混合分散液中碳纳米管与氧化石墨烯的质量比大于0而小于1：10；其中，所述碳纳米管分散液的浓度为0.1mg/mL~5 mg/mL，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.1mg/mL~5 mg/mL。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管分散液包括碳纳米管、分散剂及水。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括：采用分散剂对碳纳米管进行分散，并加入水作为溶剂，之后用超声清洗器进行处理，再用超声细胞粉碎机进行处理，形成所述碳纳米管分散液。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述分散剂与碳纳米管的质量比为1：1~5：1。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠和/或聚乙烯吡咯烷酮。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：采用超声清洗器进行处理的时间为20min~60min，采用超声细胞粉碎机进行处理的时间为60min~120min。

12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于包括：采用蒸发诱导自组装方法、真空抽滤方法、离心浇注方法中的任一种方式对所述的混合分散液进行成膜处理，从而获得所述碳纳米管/氧化石墨烯复合薄膜。

13.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的炭化处理包括：在保护性气氛中，采用5℃/min~10℃/min的升温速率使所述碳纳米管/氧化石墨烯复合薄膜从室温升温至炭化温度，所述炭化温度为400℃~1000℃，所述炭化处理的时间为10min~300min。

14.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述石墨化处理的温度为2200℃~2800℃。

15.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述石墨化处理的时间为60min~120min。

16.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述保护性气氛为氮气气氛和/或惰性气体气氛。