[发明专利]石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜包括沿厚度方向依次层叠设置的石墨烯薄膜层和碳纳米管薄膜层，其中，所述石墨烯薄膜层由多层石墨烯组成，所述石墨烯薄膜层的厚度为1～5μm，所述碳纳米管薄膜层的厚度为8～12μm。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜，其特征在于：所述石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜的面内热导率在150W/m K以上，密度在0.5g/cm³以下，电导率为10⁴～10⁶S/m，力学性能为原始碳纳米管薄膜的3～5倍，优选为20～80Mpa，断裂伸长率为1～5％。

3.一种石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

提供碳纳米管薄膜和氧化石墨烯分散液；

使所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯形成于碳纳米管薄膜上，得到氧化石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜；

在保护性气氛中对所述氧化石墨烯-碳纳米管薄膜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石墨烯组成的轻质柔性高导热高导电石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.1～5mg/mL；和/或，所述氧化石墨烯分散液包括氧化石墨烯和水。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：至少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氧化石墨烯分散液进行成膜处理，从而在碳纳米管薄膜表面复合形成氧化石墨烯薄膜，获得氧化石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜；优选的，所述氧化石墨烯分散液与碳纳米管薄膜的质量体积比为10～50mL：10～20mg；

和/或，所述碳纳米管薄膜的厚度为8～12μm，密度为0.3～0.6g/cm³，所含孔洞的孔径为100～1000nm。

6.根据权利要求3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1℃/min～5℃/min的升温速率使所述氧化石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜从室温升温至炭化温度，所述炭化温度为300℃～1400℃；优选的，所述炭化处理的时间为10～120min。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述石墨化处理的温度为2600～3000℃，所述石墨化处理的时间为30min～240min；和/或，所述保护性气氛包括氮气气氛和/或惰性气体气氛。

8.由权利要求3-7中任一项所述方法制备的石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜。

9.权利要求1-2、8中任一项所述石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜于制备轻质、柔性、高导热、高导电材料领域中的应用。

10.一种高导热材料，其特征在于包含权利要求1-2、8中任一项所述的石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜。