一种碳纳米管复合薄膜的制备方法及其制备的碳纳米管复合薄膜.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103435027103435027B(45)授权公告日2015.01.21(21)申请号201310366629.3(22)申请日2013.08.21(73)专利权人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人计剑任科峰王金磊(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.C01B31/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)审查员张营权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称一种碳纳米管复合薄膜的制备方法及其制备的碳纳米管复合薄膜(57)摘要本发明公开了一种碳纳米管复合薄膜的制备方法，首先通过儿茶酚胺在弱碱性条件下的氧化自聚合反应在碳纳米管表面引入酚羟基、醌基等官能团，实现对碳纳米管的表面改性，再以带有氨基或巯基的水溶性聚合物为原料，在席夫碱（Schiffbase）或迈克尔加成（MichaelAddition）反应形成的化学键作用下实现层层自组装，得到了碳纳米管复合薄膜。本方法的反应条件温和、绿色环保、简单易行，适合于工业化生产。本方法制备得到的碳纳米管复合薄膜具有良好的热学和化学稳定性、韧性、机械强度及透明性。CN103435027BCN1034527BCN103435027B权利要求书1/1页1.一种碳纳米管复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三羟甲基氨基甲烷溶解于水中，加入盐酸调节pH，得到pH为7～12的混合液，向混合液中加入碳纳米管，超声分散均匀后得到分散液I，将1份儿茶酚胺加入到100～10000份分散液I中，室温下搅拌0.5～72h，得到表面改性碳纳米管的分散液Ⅱ；所述的儿茶酚胺为多巴、多巴胺或去甲肾上腺素；所述表面改性碳纳米管的分散液Ⅱ浓度为10-5～1g/mL；(2)将带有氨基或巯基的水溶性聚合物与溶剂A混合，得到聚合物溶液；所述的聚合物溶液的浓度为10-5～1g/mL，pH值为7～12；所述的带有氨基或巯基的水溶性聚合物为聚乙烯亚胺、聚赖氨酸或聚烯丙基胺盐酸盐；(3)将基底浸入步骤(2)得到的聚合物溶液中，5min～2h后取出，经溶剂A洗涤后吹干；再将其浸入步骤(1)得到的表面改性碳纳米管的分散液Ⅱ中，5min～2h后取出，经溶剂A洗涤后吹干；所述的溶剂A为去离子水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、氨水-氯化铵缓冲液或磷酸盐缓冲液；(4)重复步骤(3)若干次，得到所述的碳纳米管复合薄膜。2.如权利要求1所述的碳纳米管复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的搅拌时间为4～72h。3.如权利要求1～2任一项权利要求所述的碳纳米管复合薄膜的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积法在制备得到的碳纳米管复合薄膜表面进行氟硅烷修饰，得到超疏水碳纳米管复合薄膜。4.如权利要求3所述的碳纳米管复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的氟硅烷为十三氟丙基三甲氧基硅烷、十三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷或十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷。5.如权利要求1～2任一项权利要求所述的碳纳米管复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中在基底表面预先涂覆一层醋酸纤维，然后将基底浸入步骤(2)得到的聚合物溶液中，5min～2h后取出，经溶剂A洗涤后吹干；再将其浸入步骤(1)得到的表面改性碳纳米管的分散液Ⅱ中，5min～2h后取出，经溶剂A洗涤后吹干；重复步骤(3)若干次；最后将其浸入溶剂B中，预涂覆的醋酸纤维层溶解后，即可得到自支撑的碳纳米管复合薄膜；所述的溶剂B为丙酮、氯仿或醋酸甲酯。6.一种如权利要求1～5任一权利要求所述的碳纳米管复合薄膜的制备方法制备的碳纳米管复合薄膜，其特征在于，所述碳纳米管复合薄膜中碳纳米管的质量百分比为60～90％。2CN103435027B说明书1/7页一种碳纳米管复合薄膜的制备方法及其制备的碳纳米管复合薄膜技术领域[0001]本发明涉及薄膜纳米材料的制备方法，尤其涉及一种碳纳米管复合薄膜的制备方法及其制备的碳纳米管复合薄膜。背景技术[0002]近年来，碳纳米管复合薄膜由于其独特的力学、电磁学、光学、化学和热传导等性能而引起了人们广泛的兴趣和极大的关注。基于其独特的物理化学性能，碳纳米管复合薄膜在纳米电子器件、平板显示、电化学检测、传感器、污染物分离乃至组织工程材料等方面有着良好的潜在应用前景。[0003]碳纳米管复合薄膜的制备方法通常有真空抽滤法、旋涂法、液相化学沉积法和溶液共混法等。然而由于碳纳米管本身具有很高的比表面积、碳纳米管之间存在较强的相互作用，加之碳纳米