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专利号: 2017103117025
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于短暂性构架的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将一定配比的石墨烯、多壁碳纳米管、表面活性剂、粘结剂和溶剂进行混合,超声预分散后再进行研磨,之后通过离心或过滤除去大尺寸无法良好分散的导电填料颗粒,得到稳定的石墨烯分散液,其中石墨烯的浓度为1-100mg/ml,多壁碳纳米管的浓度为0.1-50mg/ml;

(2)将所得石墨烯分散液涂覆于基底上,干燥后得到含有短暂性构架的石墨烯薄膜,其中所述短暂性构架由石墨烯分散液中所添加的表面活性剂和粘结剂形成;

(3)对石墨烯薄膜进行表面处理除去薄膜中的短暂性构架,得到多壁碳纳米管和石墨烯复合的高电导率石墨烯薄膜。

2.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述的石墨烯是通过机械剥离法制备而来的,其层数为1-10层,片径为0.1-5μm,初始电导率为10000-

20000S/m。

3.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述的多壁碳纳米管长度为10-30μm,内径为10-20nm,初始电导率为300-600S/m。

4.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂的添加量为石墨烯含量的10%-20%,所述粘结剂的添加量为石墨烯含量的10%-40%。

5.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、乙基纤维素、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述粘结剂为聚乙烯醇、水性丙烯酸树脂、羟丙基甲基纤维素、聚氨酯树脂、聚乙二醇中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述溶剂为乙醇和水的混合溶剂,且乙醇和水的体积比为1:8-8:1。

8.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述研磨混合是在砂磨机或篮式研磨机中进行,研磨转速为1500-2500rpm,研磨时间为3-

24h。

9.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的涂覆工艺包括了滴涂法、旋涂法以及喷墨打印。

10.根据权利要求1所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述表面处理为酸处理、高温退火处理中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述酸处理是将所述石墨烯薄膜浸泡于稀硝酸中,浸泡时间为30min-12h,之后将石墨烯薄膜取出并烘干。

12.根据权利要求10所述的高电导率石墨烯薄膜的制备方法,其特征在于:所述高温退火处理是在大气中将石墨烯薄膜加热至200-600℃,并在高温下保持15-25min,然后自然冷却至室温。