专利名称：碳纳米管膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纳米管膜的制备方法。
背景技术：
从1991年日本科学家饭岛澄男首次发现碳纳米管(Carbon Nanotube, CNT)以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁学、光学、力学、化学性能等，使其在场发射电子源、超薄平面显示器、阴极电极、生物传感器等领域具有广泛的应用前景。但是，一般情况下制备得到的碳纳米管为微观结构，其在宏观上为粉末状或颗粒状，不利于碳纳米管的宏观应用。因此，将碳纳米管组装成宏观尺度的结构对于碳纳米管的宏观应用具有重要意义。现有技术中，宏观的碳纳米管结构主要为一碳纳米管膜，该碳纳米管膜为从一碳纳米管阵列中直接拉取获得的薄片状结构，该碳纳米管膜的强度较低，为了提高该碳纳米管膜的强度一般将多个碳纳米管膜一个一个相互堆叠形成一强度较高的碳纳米管膜状结构。然而，使用堆叠法制备的碳纳米管膜状结构，工艺较为复杂且制备周期较长。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种简单、快速制备碳纳米管膜的方法。一种碳纳米管膜的制备方法，包括:提供一碳纳米管阵列以及一旋转轴； 从所述碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管初级膜，并将所述一碳纳米管初级膜固定于所述旋转轴，所述旋转轴具有一旋转轴心；旋转所述旋转轴，所述碳纳米管初级膜连续地从所述碳纳米管阵列中拉出并缠绕于所述旋转轴形成一碳纳米管层；以及将所述碳纳米管层沿平行于所述旋转轴轴向的方向断开，形成一碳纳米管膜。与现有技术相较，本发明通过从一碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管初级膜，并将所述碳纳米管初级膜通过一旋转轴快速的缠绕于所述旋转轴的表面形成一碳纳米管层，最后将所述碳纳米管层断开，从而快速的制备所述碳纳米管膜。该方法可用于简单、快速地制备具有一定厚度的大尺寸的碳纳米管膜。
图1为本发明实施例制备碳纳米管膜的流程图。图2为本发明实施例中从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管初级膜的扫描电镜照片。主要元件符号说明
权利要求
1.一种碳纳米管膜的制备方法，包括: 提供一碳纳米管阵列以及一旋转轴； 从所述碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管初级膜，并将所述一碳纳米管初级膜固定于所述旋转轴，所述旋转轴具有一旋转轴心； 旋转所述旋转轴，所述碳纳米管初级膜连续地从所述碳纳米管阵列中拉出并缠绕于所述旋转轴形成一碳纳米管层；以及 将所述碳纳米管层沿平行于所述旋转轴轴向的方向断开，形成一碳纳米管膜。
2.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，将所述一碳纳米管初级膜固定于所述旋转轴后，该碳纳米管初级膜与所述碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向形成一交叉角，该夹角在60° 90°之间。
3.如权利要求2所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，该夹角在85° 90°之间。
4.如权利要求3所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述旋转轴的线速度为0.0lm/s 150m/s 之间。
5.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述将一碳纳米管初级膜缠绕于所述旋转轴的过程中，该碳纳米管初级膜连续地从碳纳米管阵列中拉出并缠绕于所述旋转轴。
6.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，在缠绕碳纳米管初级膜之前，在所述旋转轴的外表面预先形成一包覆层。
7.如权利要求6所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述包覆层具有多个均匀分布的微孔，该微孔的直径可以为10纳米 I毫米，相邻的微孔之间的间距为10纳米 0.1毫米，该微孔的深度为10纳米 I毫米。
8.如权利要求5所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述包覆层具有多个均匀分布的微孔，所述微孔的直径和间距的比值大于等于10:1，且所述微孔的间距小于等于100微米。
9.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述将碳纳米管层沿平行于所述旋转轴轴向的方向断开的方法为机械切割法或激光烧蚀法。
10.如权利要求9所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述激光烧蚀法包括以下步骤: 提供一激光装置； 将所述激光装置沿所述碳纳米管层上的一切割线聚焦照射一预定时间，使该切割线上的碳纳米管因高温烧蚀而断开，其中，所述切割线平行于所述旋转轴的轴向。
11.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，进一步包括在所述旋转轴的一侧平行设置一滚轴，该滚轴用于在将所述碳纳米管初级膜缠绕于所述旋转轴上形成碳纳米管层的过程中，挤压并压实所述碳纳米管层。
12.如权利要求1所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，在形成所述碳纳米管层或碳纳米管膜之后，进一步使用一易挥发的有机溶剂处理所述碳纳米管层或碳纳米管膜。
全文摘要
本发明涉及一种碳纳米管膜的制备方法，包括，提供一碳纳米管阵列以及一旋转轴；从所述碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管初级膜，并将所述一碳纳米管初级膜固定于所述旋转轴；旋转所述旋转轴，将所述碳纳米管初级膜缠绕于所述旋转轴形成一碳纳米管层；以及将所述碳纳米管层沿平行于所述旋转轴轴向的方向断开，形成一碳纳米管膜。
文档编号C01B31/02GK103159204SQ20111040858
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘亮, 潜力, 王昱权, 冯辰 申请人:北京富纳特创新科技有限公司