[发明专利]一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法，即首先将氧化石墨烯溶液铺展在LB制膜仪的水相界面上，静止10‑60min后得到氧化石墨烯片层；然后，将碳纳米管溶液均匀地铺展在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上，静止10‑30min后得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料；然后将其提拉、转移到透明基底上，常温下经水合肼进行还原0.5‑48h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜，由于其具有较高的透明度和较好的光电性能，可应用于柔性显示器件的制备。本发明的制备方法过程简单，可操作性强。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法，属于材料学领域。

背景技术

石墨烯，是指紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的单层碳原子，它是构建其他炭材料的基本结构单元。因其特殊的二维晶体结构，以及优异的性能，如较高的杨氏模量、较强的机械强度、高电子迁移率、高导热系数、高比表面积、高透明度、磁铁性等，石墨烯在透明导电薄膜、复合材料、催化材料、储能材料、气体传感器及气体存储领域具有很好的发展前景。

目前复合透明导电薄膜的制备方法有很多种，比如转移印花法、浸渍涂敷法、喷涂法、旋转涂敷法、棍棒涂布法、电泳沉积法等，然而这些方法都不能在分子层面控制纳米材料的行为，因此所制备的薄膜容易使原材料发生堆积、分布不均匀等现象，从而导致所制备的透明导电薄膜透明度不高、导电性能受到限制；yang等人以L B膜分析仪制备石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜(RSC Advances,2015,5，23650-23657)，采用先提拉一层氧化石墨烯，再提拉一层碳纳米管的分步方式进行，因此制备过程具有制备过程复杂，同时存在制备周期长、制备效率低等技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜制备过程复杂，同时存在制备周期长、效率低等技术问题而提供一种利用L B制膜技术制备石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的方法，该制备方法具有制备过程简单，可操作性强，同时存在制备周期短、效率高等的优点。

本发明的技术方案

一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法，即利用Langmuir-Blodgett制膜技术，首先将透明基底进行超声清洗、亲水性处理、烘干；然后把氧化石墨烯铺展在L B制膜仪的水相界面上，静止0-60min后，然后再将碳纳米管均匀地铺展在L B制膜仪的水相界面上，静止0-30min,然后再将得到的氧化石墨烯/碳纳米管控制提拉速度为0.1-10mm/min进行提拉1-100次后转移到烘干的透明基底上，然后在常温下经过水合肼还原0.5-48h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜，其制备过程具体包括以下步骤：

(1)、将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别超声清洗15min，然后用体积百分比浓度为1-28％的氨水浸泡0.5-48h，控制温度为30-60℃进行烘干备用；

所述的透明基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯，透光度为70-98％；

上述的丙酮、去离子水、酒精超声清洗的条件均为：控制温度为10-30℃、频率为20-130KHz；

(2)、甲醇水溶液的制备

将甲醇溶于水中，混合均匀，得到体积百分比浓度为35-95％甲醇水溶液，备用；

(3)、氧化石墨烯水溶液的制备

将氧化石墨烯加入到水中，轻轻摇晃使氧化石墨烯溶解均匀，得到浓度为0.01-3mg/ml的氧化石墨烯水溶液，备用；

(4)、碳纳米管水溶液的制备

将碳纳米管加入到水中，在超声分散的条件下混合均匀后得到浓度为0.01-3mg/ml的碳纳米管水溶液，备用；

超声分散的条件：控制温度为10-30℃、频率为20-60KHz；