纳米管膜制造技术

本发明专利技术涉及一种纳米管膜，包括多个纳米管。所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑结构，部分相邻的两个纳米管的连接处通过离子键结合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米管膜，尤其涉及一种由纳米管组成的纳米管膜。
技术介绍
纳米材料在基础研究和实际应用，如催化、传感等方面有着很大价值。所以，制备 具有宏观结构的纳米材料成为研究的热点。目前，纳米材料的制备方法包括自发生长法（spontaneous growth)、模板合成法 (template-based synthesis)、平板印刷法（lithography)等。然而，上述方法制备的纳米 材料通常成粉末状而无法形成一自支撑结构，即该纳米材料需一支撑结构的支撑来保持一 特定形状，如线状或膜状。因此，限制了纳米材料的应用范围。 现有技术提供一种碳纳米管膜结构的制备方法，请参见范守善等人于2007年2月 9日申请的，于2010年05月26日公告的第CN101239712B号中国公告专利申请"碳纳米管 膜结构及其制备方法"，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳）有限公司该方法通过生 长超顺排的碳纳米管阵列，并从该超顺排的碳纳米管阵列中拉伸获得一碳纳米管膜。该碳 纳米管膜，其由多个碳纳米管沿着碳纳米管的长度的方向首尾相连组成一个具有自支撑特 性的膜。然而，该碳纳米管膜中的碳纳米管之间通过范德华力相互连接，定向排列形成一 个自支撑结构。由于每一个碳纳米管是封闭结构，上述碳纳米管膜中在碳纳米管排列方向 上，碳纳米管通过范德华力首尾相连，使得该碳纳米管膜中存在大量的碳纳米管之间的连 接点，这些连接点仅存在范德华力，从而削弱了碳纳米管膜的性能，限制了其应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种由有序排列的纳米管组成的力学性能强的纳米管膜实为必要。 -种纳米管膜，包括多个纳米管，所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自 支撑结构，部分相邻的两个纳米管的连接处通过离子键结合。 所述纳米管膜为一宏观的层状结构，具有两个相对的表面，所述多个纳米管具有 基本相同的延伸方向，并且该多个纳米管平行于纳米管膜的上述两个表面。 所述多个纳米管分别沿着一第一方向和一第二方向延伸，沿着所述第一方向延伸 的纳米管和沿着所述第二方向延伸的纳米管相互交叉设置。 所述多个纳米管排列成多层结构，其中每层中的纳米管的延伸方向相同，相邻两 层的纳米管的延伸方向交叉，至少部分相邻两层的纳米管通过离子键结合。 所述纳米管膜具有相同延伸方向的相邻的纳米管之间具有间隙，使得所述纳米管 膜具有多个长条形微隙。 所述多个纳米管中至少部分纳米管从纳米管膜的一端延伸至另一端。 所述多个纳米管中至少部分纳米管的长度与该纳米管膜的长度相同。 所述多个纳米管基本平行排列。 在所述多个纳米管的连接处，至少部分相互连接的纳米管内部连通，并通过离子 键结合成一体结构。 所述多个纳米管的管壁厚度为10纳米至100纳米。 所述多个个纳米管为金属氧化物纳米管。 一种纳米管膜，包括多个纳米管，所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自 支撑结构，所述多个纳米管通过在一自支撑的有序排列的碳纳米管膜表面通过原子排列形 成连续的纳米材料层后，再去除该自支撑的碳纳米管膜制成，所述纳米管膜中多个纳米管 的排列方式与所述碳纳米管膜中多个碳纳米管的排列方式相同。 相较于现有技术，由于本专利技术提供的纳米管膜中多个纳米管有序排列且相互连接 形成一自支撑结构，部分相邻的两个纳米管的连接处通过离子键结合，能够充分发挥纳米 管的力学、电学、热学等各方面性能，从而扩展了纳米管膜的应用。【附图说明】 图1为本专利技术第一实施例的纳米管膜的示意图。 图2为本专利技术第一实施例的纳米管膜中的纳米管膜中的纳米管的结构示意图。 图3为本专利技术第二实施例的纳米管膜的示意图。 图4为本专利技术第一实施例或第二实施例的纳米管膜的制备方法流程图。 图5为本专利技术第一实施例的纳米管膜的制备方法中用到的碳纳米管膜结构的扫 描电镜照片。 图6为本专利技术第二实施例的纳米管膜的制备方法中用到的碳纳米管膜结构的扫 描电镜照片。 图7为本专利技术的纳米结构的制备方法中，对碳纳米管膜结构进行氧等离子体处理 前，直接在其表面用原子层沉积法形成纳米材料层的扫描电镜照片。 图8为本专利技术的纳米结构的制备方法中，对碳纳米管膜结构进行氧等离子体处理 后，在该碳纳米管膜结构表面用原子层沉积法形成纳米材料层的扫描电镜照片。 图9为本专利技术的纳米结构的制备方法中，对碳纳米管膜结构进行积碳处理后的透 射电镜照片。 图10为本专利技术的纳米结构的制备方法中，对碳纳米管膜结构进行表面积碳处理 前，直接在其表面用原子层沉积法形成纳米材料层的扫描电镜照片。 图11为本专利技术的纳米结构的制备方法中，对碳纳米管膜结构进行表面积碳处理 后，直接在其表面用原子层沉积法形成纳米材料层的扫描电镜照片。 图12为本专利技术第一实施例的纳米管膜的扫描电镜照片。 图13为本专利技术第二实施例的纳米管膜的扫描电镜照片。 图14为本专利技术第二实施例的纳米管膜拉力随位移的变化。 主要元件符号说明如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本专利技术。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的阐述，参照附图。应理解，这些实施例 仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容 后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附 权利要求书所限定的范围。 请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种纳米管膜10,其包括多个有序排列的纳 米管110。所述纳米管膜10为一宏观的层状结构，具有两个相对的表面，优选地，所述多个 纳米管110平行于所述纳米管膜100表面且彼此基本平行排列。所述多个纳米管110具有 基本相同的延伸方向。有序排列"指的是所述多个纳米管110的长度方向的排列是有规律 的，是定向的，但是并不局限为一个方向或者两个方向。本实施例中，所述多个纳米管Iio 具有基本相同的延伸方向，朝着一个相同的方向排列。 所述纳米管膜10中的多个纳米管110基本沿同一方向排列是指，所述多个纳米管 Iio具有相同的排列取向。也就是说所述纳米管膜10中的大部分纳米管Iio的长度方向 是基本上向着一个相同的方向延伸的，并且该多个纳米管110还可以部分接触，但是并不 影响其具有共同的延伸方向。该多个纳米管Iio基本向着相同的方向延伸是指，由于纳米 管110在微观上（比如在透射电镜下面）并不完全是笔直的，纳米管110还存在着弯曲的部 分，但是该多个纳米管Iio都是向着一个方向延伸的。从宏观上看(如在光学显微镜下)，所 述纳米管膜10中的多个碳纳米管Iio有序排列，相互平行地向着一个方向延伸排列。 相邻当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米管膜，包括多个纳米管，其特征在于，所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑的膜结构，至少部分相邻的两个纳米管的连接处通过离子键结合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马赫，魏洋，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11