[发明专利]石墨烯-碳纳米管复合膜结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯-碳纳米管复合膜结构。

背景技术

碳纳米管与石墨烯均为碳的同素异形体，并且具有特殊的物理性质。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。石墨烯是由碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构，其具有较强的导电性，较高的强度，以及较好的半导体特性。随着纳米材料研究的深入，石墨烯及碳纳米管复合材料的广阔的应用前景也不断地展现出来。然而，现有技术中的碳纳米管与石墨烯复合薄膜是先将石墨烯碎片以及碳纳米管粉末分散于溶液中后，再将上述混合液成膜制得的。上述方法获得的石墨烯与碳纳米管的复合膜中，石墨烯也不是以整体层状出现。由于碳纳米管杂乱无章的分布，使得光线无法从上述复合膜中有效透过，上述石墨烯与碳纳米管的复合膜的透光性差。另外，由于石墨烯是以大量碎片的形式分散于上述复合膜中，从而使得上述石墨烯与碳纳米管的复合膜导电性也不够强，而且也影响整体的强度和韧性，因此限制了石墨烯与碳纳米管复合膜的应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种石墨烯-碳纳米管复合膜结构，该石墨烯-碳纳米管复合膜结构具有较好的透光性、导电性以及较好的强度和韧性，从而具有更广阔的应用前景。

一种石墨烯-碳纳米管复合膜结构，其包括一碳纳米管膜结构及一石墨烯膜。该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管通过范德华力相互连接组成，该碳纳米管膜结构中存在多个微孔。该多个微孔被所述石墨烯膜覆盖。

一种石墨烯-碳纳米管复合膜结构，其包括一碳纳米管膜结构及一石墨烯膜，该碳纳米管膜结构包括多个相互平行间隔排列的第一碳纳米管线，以及多个相互平行间隔排列的第二碳纳米管线，所述多个第一碳纳米管线与所述多个第二碳纳米管线相互交叉设置形成的多个微孔，其中，石墨烯膜覆盖所述多个微孔。

相较于现有技术，所述的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中，将该碳纳米管膜结构作为一种具有微孔的支撑骨架，通过将一个石墨烯膜覆盖在该支撑骨架的微孔上，实现石墨烯膜的悬空设置。由于该碳纳米管膜结构具有多个微孔，光可以从所述多个微孔中透过。并且所述石墨烯膜为一个整体结构，由于整体结构的石墨烯膜具有较高的透光性，从而使得上述石墨烯-碳纳米管复合膜结构具有较好的透光性。由于整体结构的石墨烯膜相对于分散的石墨烯膜具有更好地导电性，从而使得上述石墨烯-碳纳米管复合膜结构具有较强的导电性。另外，由于石墨烯为一个整体结构与所述碳纳米管膜结构复合，从而使得上述石墨烯-碳纳米管复合膜结构具有更好的强度和韧性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构的结构示意图。

图2为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构的石墨烯膜中的石墨烯的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构的碳纳米管膜结构中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图4为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的由多层交叉的碳纳米管膜形成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图5为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构的扫描电镜照片。

图6为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的由经过处理后的碳纳米管膜组成的碳纳米管膜结构的结构示意图。

图7为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的由经过激光处理后的碳纳米管膜组成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图8为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的由经过酒精处理后的碳纳米管膜组成的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。

图9为本发明第二实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构的由多个碳纳米管线组成的碳纳米管膜结构的结构示意图。

图10为本发明第二实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的碳纳米管膜结构中的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图11为本发明第二实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的碳纳米管膜结构中的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图12为本发明第一实施例的石墨烯-碳纳米管复合膜结构中的碳纳米管膜结构中的碳纳米管膜的制备方法的示意图。

主要元件符号说明