[发明专利]高度有序结构的层状金属硫族化合物/碳纳米管柔性复合薄膜材料及制备

摘要

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种高度有序结构的层状金属硫族化合物(LMC)和碳纳米管(CNTs)柔性复合薄膜材料的结构设计及其制备方法。复合材料包括：超薄自支撑(透明)CNTs薄膜基体，以及均匀包覆在其表面的LMC薄膜，形成具有纳米尺度多孔结构、高导电通道的三维网络结构的柔性复合薄膜材料。制备方法包括：提供承载自支撑CNTs薄膜的合金支架，并在加热条件下对其承载的CNTs薄膜进行等离子体清洗处理；将预处理的CNTs薄膜在0.2～2Pa气压，30～800℃的温度下，利用磁控溅射沉积技术制备LMC/CNTs复合功能薄膜材料。本发明成功将脆性层状金属硫族化合物功能二维(2D)材料和一维(1D)CNTs进行有效连接，形成具有结构柔性的三维(3D)网络结构。

主权项

1.一种高度有序结构的层状金属硫族化合物/碳纳米管柔性复合薄膜材料的制备方法，其特征在于：该复合薄膜材料包括碳纳米管薄膜基体以及均匀沉积在碳纳米管束表面的层状金属硫族化合物功能薄膜，形成具有纳米多孔结构、高导电通道的三维网络结构；其中，碳纳米管薄膜厚度为40～400 nm ，碳纳米管体积分数小于10%，层状金属硫族化合物功能薄膜层的名义厚度为20～1000 nm，当名义膜厚为400 nm时，复合薄膜材料中碳纳米管体积分数对应小于1%；其中，层状金属硫族化合物功能薄膜层名义厚度为在同等沉积条件下，沉积于表面平整的SiO2基片上的薄膜厚度；层状金属硫族化合物功能薄膜层结晶质量高，并表现出极强的面外织构和有序显微结构特性；将自支撑碳纳米管薄膜搭接在合金支架上，再将待沉积的碳纳米管薄膜安装在可旋转、红外加热的样品台上，并在加热条件下对碳纳米管薄膜进行等离子体清洗处理；将预处理的碳纳米管薄膜进行磁控溅射沉积，先后进行双面镀膜，保障碳纳米管薄膜两面都沉积层状金属硫族化合物功能薄膜材料，以便增加功能薄膜材料的有效厚度。