[发明专利]一种真空抽滤提高碳纳米管薄膜场发射性能的方法

摘要

本发明公开了一种真空抽滤提高碳纳米管薄膜场发射性能的方法，该方法将碳纳米管材料与表面活性剂的水溶液相混合，通过真空抽滤使之成膜，然后让其附着在导电胶带的表面，再将该膜置于室温~100℃、空气相对湿度为10~100%、空气对流速度为0~2 m/s的环境条件下让表面自行开裂，之后将其置于真空干燥箱中进行烘干，得到碳纳米管薄膜场发射阴极。实验结果证实，使用本发明制备得到的碳纳米管薄膜具有十分优异的场发射性能。

主权项

1.一种真空抽滤提高碳纳米管薄膜场发射性能的方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：制备用于分散碳纳米管的分散剂将质量比为1:10~100的表面活性剂和去离子水混合后，在室温条件下磁力搅拌1~60分钟，使之混合均匀，即为用于分散碳纳米管的分散剂；步骤2：制备碳纳米管分散液取质量比为1:0.2~10的碳纳米管与上述分散剂进行混合，在室温条件下磁力搅拌1~60分钟，再超声处理1~3小时，最后在500~8000转/分钟的转速下离心1~20分钟，得到的上层浑浊液体即为所需的碳纳米管分散液；步骤3：制备碳纳米管发射电极（1）真空抽滤制备碳纳米管薄膜在真空抽滤装置中平铺一张水系微孔滤膜，将制备好的碳纳米管混合水溶液缓缓倒入抽滤瓶中，进行真空抽滤；抽滤速度为1~10毫升/分钟，抽滤时间控制在1~60分钟，并且边抽滤边用去离子水冲洗，直至滤液瓶中没有泡沫出现；然后取下滤膜，此时碳纳米管均匀地覆盖在滤膜表面，即为所需的碳纳米管薄膜；其中，所述水系微孔滤膜的孔径为0.1~0.5 μm；（2）碳纳米管薄膜的转移与坚膜取出一段导电胶带作为衬底，撕去导电胶带上覆盖的膜层，使其紧贴在碳纳米管薄膜上面；裁剪之后撕去滤膜，让表面的碳纳米管薄膜裸露在外部环境条件下充分自行裂开而获得碳纳米管薄膜；再将该碳纳米管薄膜置于真空干燥箱内并在50~350℃条件下烘干1~10小时，以去除薄膜中的水分并使得薄膜与衬底具有良好的粘附性，最后取出待测；步骤4：测试碳纳米管薄膜场发射性能将制得的碳纳米管薄膜作为发射阴极组装成场发射器件，置于场发射测试真空系统中；在测试碳纳米管薄膜的场发射性能过程中，该碳纳米管薄膜发射阴极展现出场发射性能，其开启场强为0.3~0.7 V/μm，阈值场强为0.6~1.1 V/μm；其中：步骤3所述外部环境条件为室温~100℃，空气相对湿度为10~100%，空气对流速度为0~2 m/s。