[发明专利]一种碳基复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种碳基复合薄膜，其特征在于，包括：

由碳基材料形成的支撑结构和由纳米粒子形成的填充剂，所述填充剂填充在所述支撑结构内；

所述支撑结构中碳基材料包括碳纳米管、石墨烯和氧化石墨烯中的至少两种，所述填充剂的纳米粒子包括二氧化钛、二氧化硅、银纳米粒子和二氧化锰中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的碳基复合薄膜，特征在于，所述支撑结构中碳基材料包括碳纳米管、石墨烯和氧化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述填充剂的纳米粒子包括二氧化钛、二氧化硅、银纳米粒子和二氧化锰中的任意两种。

4.根据权利要求1所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述支撑结构和所述填充剂的质量比为1:1-100:1；优选地，所述支撑结构和所述填充剂的质量比为10:1-50:1。

5.根据权利要求2所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述支撑结构中碳纳米管的质量百分数不超过30％，所述石墨烯的质量百分数不超过50％。

6.根据权利要求3所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述填充剂中任意两种纳米粒子之间的质量比为1:10-10:1；优选地，所述填充剂中任意两种纳米粒子之间的质量比为1:5-5:1。

7.根据权利要求2所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述碳纳米管中含有氨基、羧基或羟基官能团，所述石墨烯中含有氨基或羧基官能团，所述氧化石墨烯中含有羟基或羧基官能团；优选地，所述碳纳米管中官能团的质量百分数为0.05％-0.2％，所述石墨烯中官能团的质量百分数为0.01％-0.05％，所述氧化石墨烯中官能团的质量百分数为1％-5％。

8.根据权利要求1所述的碳基复合薄膜，其特征在于，还包括：用于连接所述支撑结构的碳基材料和所述填充剂的纳米粒子的交联剂；优选地，所述交联剂为卡拉胶或多巴胺。

9.根据权利要求1所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述碳基复合薄膜的层间距为优选地，所述碳基复合薄膜的层间距为

10.根据权利要求9所述的碳基复合薄膜，其特征在于，所述碳基复合薄膜的尺寸直径为25cm-47cm，所述碳基复合薄膜的厚度为100nm-5μm。

11.一种如权利要求1-10任一所述碳基复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

将用于形成支撑结构的碳基材料水溶液和交联剂的乙醇溶液进行第一次混合，得到第一混合液；

将所述第一混合液和用于形成填充剂的纳米粒子水溶液进行第二次混合，得到第二混合液；

将所述第二混合液进行减压抽滤，得碳基复合薄膜。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混合采用超声分散，第二次混合采用机械搅拌；优选地，所述超声分散的强度为800-1000Hz，所述超声分散的时间为0.5-1h；更优选地，所述机械搅拌的温度为30-80℃，所述机械搅拌的速度为300-800转/分钟，所述机械搅拌的时间为0.5-2h；更优选地，所述减压抽滤的温度为20-30℃，所述减压抽滤的真空度为1-5bar。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述碳基材料水溶液的浓度为0.01-0.1mg/L，所述纳米粒子水溶液的浓度为0.01-0.05mg/L，所述交联剂的乙醇溶液的浓度为0.1-0.5mg/L；优选地，所述交联剂的乙醇溶液的体积不超过第二混合液体积的20％，纳米粒子水溶液的体积不超过第二混合液体积的5％。