CN107910129A - 一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法 - Google Patents
一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
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。
Description
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;
所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:10-1000ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:10-1000ml的比例计算;
(7)、取5-20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止10-60min,得到氧化石墨烯片层;
LB制膜仪的水槽尺寸范围优选为长5-100cm、宽5-100cm;
(8)、取5-10ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止10-30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为1-10mm/min进行提拉1-100次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后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。
上述所得的石墨烯/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,因此其可应用于柔性显示器件的制备。
本发明的有益效果
和已有技术相比,本发明的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,由于本发明是将疏水性的碳纳米管溶液滴加在氧化石墨烯片层之上,省去了碳纳米管的亲水性处理过程,因此具有制备方法简单,可操作性强的优点。
进一步,和已有技术相比,本发明的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,由于本发明采用氧化石墨烯与碳纳米管两种材料同时提拉后转移,因此具有制备周期短、效率高的优点。
进一步,本发明的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜,具有较高的透明度和较好的光电性能。
综上所述,本发明的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,由于具有制备方法简单,可操作性强,同时具有制备周期短、效率高等优点,因此可规模化生产。
附图说明
图1a、实施例1所得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜表面形态的原子力显微镜(AFM)照片;
图1b、实施例1所得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜表面截面高度的原子力显微镜(AFM)照片;
图1c、实施例1所得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜三维立体形貌的原子力显微镜(AFM)照片;
图2、实施例1所得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的透光性能表征;
图3、实施例1-4所得到的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的光电性能表征。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明进一步进行说明,但并不限制本发明的实施。
本发明的各实施例中所用的LB制膜仪,型号Medium,LB制膜仪的水槽尺寸范围为长5-100cm、宽5-100cm,KSV NIMA公司生产。
本发明各实施例中所用的原料均为普通市售。
实施例1
一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,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28%的氨水浸泡0.5h,然后控制温度为40℃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%;
丙酮、去离子水、酒精超声清洗的条件均为:控制温度为30℃、频率为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0.01mg/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,然后控制温度为30℃、频率为20KHz超声混合均匀,得到浓度为0.01mg/ml的碳纳米管水溶液,所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:10ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:10ml的比例计算;
(7)、取5ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止10min,得到氧化石墨烯片层;
(8)、取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止10min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为1mm/min进行提拉1次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经水合肼进行还原0.5h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
采用Scanning Probe Microscope-NanoScope,Digital Instruments仪器对上述所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜表面形态进行观测,所得的原子力显微镜(AFM)照片如图1a所示,从图1a中可以看出碳纳米管在氧化石墨烯上分布均匀,由此表明该薄膜为一层氧化石墨烯与一层碳纳米管复合而成,因此本发明的采用LB制膜法在氧化石墨烯片层上滴加碳纳米管并1次提拉制膜的方法是可行的;
采用Scanning Probe Microscope-NanoScope,Digital Instruments仪器对上述所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜表面截面高度进行观测并对其横截面进行分析,所得的原子力显微镜(AFM)照片如图1b所示,从图1b中可以看出薄膜厚度平均为2nm;
采用Scanning Probe Microscope-NanoScope,Digital Instruments仪器对上述所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜三维立体形貌进行观测,所得的原子力显微镜(AFM)照片如图1c所示,从图1c中可以看出碳纳米管在氧化石墨烯表面分布均匀,无团聚现象发生,由此表明采用LB制膜法在氧化石墨烯片层上滴加碳纳米管并1次提拉所得到的薄膜均匀;
采用Perkin Elmer Lambda 750UV-Vis spectrometer仪器对上述所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的透光度进行测量,所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的透光性能情况如图2所示,从图2中可以看出石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜在光波长为550nm处的透光度为93%,由此表明由本发明所制备的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜具有较高的透光度。
采用Perkin Elmer Lambda 750 UV-Vis spectrometer仪器和ScientificEquipment&Services的四点探针仪器分别对上述所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的表面电阻进行测量,所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的光电特性图如图3所示,从图3中可以看出石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜在透光度在85%以上时,石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的表面电阻可以达到600Ω/sq,由此表明由本发明所制备的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜具有较好的光电特性。
实施例2
一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,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20%的氨水浸泡10h,然后控制温度为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%;
丙酮、去离子水、酒精超声清洗的条件均为:控制温度为25℃、频率为100KHz;
(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55%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0.1mg/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,然后控制温度为25℃、频率为30KHz超声混合均匀,得到浓度为0.1mg/ml的碳纳米管水溶液,所述的碳纳米管为多壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:40ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:40ml的比例计算;
(7)、取10ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止20min,得到氧化石墨烯片层;
(8)、取10ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止20min,在LB制膜仪的水相界面得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为5mm/min进行提拉3次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经水合肼进行还原5h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
实施例3
一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,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10%的氨水浸泡25h,然后控制温度为30℃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%;
丙酮、去离子水、酒精超声清洗的条件均为:控制温度为15℃、频率为80KHz;
(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%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1mg/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,然后控制温度为20℃、频率为40KHz超声混合均匀,得到浓度为1mg/ml的碳纳米管水溶液,所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:500ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:500ml的比例计算;
(7)、取20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止60min,得到氧化石墨烯片层;
(8)、取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为10mm/min进行提拉50次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经水合肼进行还原30h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
实施例4
一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,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%的氨水浸泡48h,然后控制温度为30℃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%;
丙酮、去离子水、酒精超声清洗的条件均为:控制温度为10℃、频率为20KHz;
(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%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,然后控制温度为10℃、频率为60KHz超声混合均匀,得到浓度为3mg/ml的碳纳米管水溶液,所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:1000ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:1000ml的比例计算;
(7)、取20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止60min,得到氧化石墨烯片层;
(8)、取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(10)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为10mm/min进行提拉100次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经水合肼进行还原48h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
综上所述,本发明的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,和已有技术相比,省去了碳纳米管的亲水性处理过程,并采用氧化石墨烯与碳纳米管同时提拉并转移,因此具有制备方法简单,可操作性强,具有制备周期短、效率高的优点,同时所得的石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜具有较高的透光度和较好的光电特性。
以上实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于:
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,在LB制膜仪的水相界面上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,在LB制膜仪的水相界面上得到的石墨烯/碳纳米管复合材料;
然后,将得到的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为1-10mm/min进行提拉1-100次后转移到透明基底上,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。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于所述的透明基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯,透光度为70-98%。
3.如权利要求2所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于具体包括如下步骤:
(1)、将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别控制温度为10-30℃、频率为20-130KHz进行超声清洗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;
(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;
所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管;
(5)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(3)所得的氧化石墨烯水溶液进行混合均匀,得到氧化石墨烯溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:10-1000ml的比例计算;
(6)、将步骤(2)所得的甲醇水溶液、步骤(4)所得的碳纳米管水溶液进行混合均匀,得到碳纳米管溶液备用;
上述混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:10-1000ml的比例计算;
(7)、取5-20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止10-60min,得到氧化石墨烯片层;
LB制膜仪的水槽尺寸为长5-100cm、宽5-100cm;
(8)、取5-10ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止10-30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
(9)、将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为1-10mm/min进行提拉1-100次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后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。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别控制温度为30℃、频率为130KHz进行超声清洗15min,然后用体积百分比浓度为28%的氨水浸泡0.5h,控制温度为40℃进行烘干备用;
步骤(2)中,甲醇水溶液的体积百分比浓度为95%;
步骤(3)中,氧化石墨烯水溶液的浓度为0.01mg/ml;
步骤(4)中,碳纳米管水溶液的浓度为0.01mg/ml;超声分散的条件:控制温度为30℃、频率为20KHz;所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
步骤(5)中,混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:10ml的比例计算;
步骤(6)中,混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:10ml的比例计算;
步骤(7)中,取5ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止10min,得到氧化石墨烯片层;
步骤(8)中,取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止10min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
步骤(9)中,将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为1mm/min进行提拉1次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经过水合肼还原0.5h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
5.如权利要求3所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别控制温度为25℃、频率为100KHz进行超声清洗15min,然后用体积百分比浓度为20%的氨水浸泡10h,控制温度为60℃进行烘干备用;
步骤(2)中,甲醇水溶液的体积百分比浓度为55%;
步骤(3)中,氧化石墨烯水溶液的浓度为0.1mg/ml;
步骤(4)中,碳纳米管水溶液的浓度为0.1mg/ml;超声分散的条件:控制温度为25℃、频率为30KHz;所述的碳纳米管为多壁碳纳米管;
步骤(5)中,混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:40ml的比例计算;
步骤(6)中,混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:40ml的比例计算;
步骤(7)中,取10ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止20min,得到氧化石墨烯片层;
步骤(8)中,取10ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止20min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
步骤(9)中,将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为5mm/min进行提拉3次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经过水合肼还原5h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
6.如权利要求3所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别控制温度为15℃、频率为80KHz进行超声清洗15min,然后用体积百分比浓度为10%的氨水浸泡25h,控制温度为30℃进行烘干备用;
步骤(2)中,甲醇水溶液的体积百分比浓度为35%;
步骤(3)中,氧化石墨烯水溶液的浓度为0.01mg/ml;
步骤(4)中,碳纳米管水溶液的浓度为1mg/ml;超声分散的条件:控制温度为20℃、频率为40KHz;所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
步骤(5)中,混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:500ml的比例计算;
步骤(6)中,混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:500ml的比例计算;
步骤(7)中,取20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止60min,得到氧化石墨烯片层;
步骤(8)中,取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
步骤(9)中,将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为10mm/min进行提拉50次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经过水合肼还原30h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
7.如权利要求3所述的一种石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,将透明基底依次用丙酮、去离子水、酒精分别控制温度为10℃、频率为20KHz进行超声清洗15min,然后用体积百分比浓度为1%的氨水浸泡48h,控制温度为30℃进行烘干备用;
步骤(2)中,甲醇水溶液的体积百分比浓度为35%;
步骤(3)中,氧化石墨烯水溶液的浓度为3mg/ml;
步骤(4)中,碳纳米管水溶液的浓度为3mg/ml;超声分散的条件:控制温度为10℃、频率为60KHz;所述的碳纳米管为单壁碳纳米管;
步骤(5)中,混合所用的甲醇水溶液、氧化石墨烯水溶液的量,按氧化石墨烯水溶液中的氧化石墨烯:甲醇水溶液为1g:1000ml的比例计算;
步骤(6)中,混合所用的甲醇水溶液、碳纳米管水溶液的用量,按碳纳米管水溶液中的碳纳米管:甲醇水溶液为1g:1000ml的比例计算;
步骤(7)中,取20ml步骤(5)所得的氧化石墨烯溶液,逐滴滴加在LB制膜仪的水相界面上,静止60min,得到氧化石墨烯片层;
步骤(8)中,取5ml步骤(6)所得的碳纳米管溶液,均匀地滴加在LB制膜仪的氧化石墨烯片层上,静止30min,在LB制膜仪的水相界面上得到石墨烯/碳纳米管复合材料;
步骤(9)中,将步骤(8)所得的石墨烯/碳纳米管复合材料控制提拉速度为10mm/min进行提拉100次后转移到经步骤(1)处理后的透明基底上,然后常温下经过水合肼还原48h,得到石墨烯/碳纳米管复合透明导电薄膜。
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