，较为优选的是，氧化石墨烯占复合纳米碳纸重量百分比O?50% ；
V、材料具有相当的柔软性； V1、可自支撑，不需要依托其他基底；
VI1、使用普通过滤方法即可完成。
[0026]前述碳纳米管可采用化学气相沉积法、催化热解、电弧放电、模板法或激光蒸发法等中的任意一种方法制成，并且所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或纳米碳纤维中的任意一种或多种。
[0027]此外，所述碳纳米管可以是经修饰有羧基、氨基、羟基、氟或酰胺等基团的碳纳米管，也可以无修饰。
[0028]前述氧化石墨烯可由化学氧化法、化学气相沉积、燃烧法等中任意一种方法制备而成，其无需进一步进行任何功能化处理。
[0029]进一步的，参阅图1，作为其中较为典型的实施方案之一，该自支撑氧化石墨烯/碳纳米管复合纳米碳纸可以通过如下方法制备的:
A.碳纳米管分散:将碳纳米管粉体混入溶剂中，经分散制成相对较均匀的分散液，前述溶剂中可含有分散剂，该分散剂在分散液中的浓度可根据溶剂性质、预定的碳纳米管分散程度及碳纳米管粉体的性质等而定，尤其优选为0.l-4wt% ；
B.氧化石墨烯分散:将氧化石墨烯粉体混入溶剂中，经分散制成均匀的分散液。
[0030]C.分散液混合:将氧化石墨烯与碳纳米管的分散液按照比例混合，经搅拌或超声分散至均匀。使氧化石墨烯充分的吸附碳纳米管，得到氧化石墨烯-碳纳米管分散液；
D.抽滤设备对混合的分散液进行抽滤处理；
E.将氧化石墨烯增强碳纳米管的复合纳米碳纸与抽滤设备中的滤膜分离，并烘干成型，获得目标产物。
[0031]前述溶剂可选用水、乙醇、异丙醇、N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙酸乙酯、氯仿等溶剂中的任意一种，且不限于此，而分散的方法可选用且不限于高速剪切、研磨、球磨、超声等分散方法的任意一种。
[0032]若采用分散剂，则分散剂可选用但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、纤维素等聚合物，十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、吐温-80、曲拉通-100等表面活性剂的任意一种或多种。
[0033]以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作详细说明。
[0034]实施例1称取475 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，分散于IL去离子水中，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，用高剪切搅拌机搅拌数分钟，至碳纳米管在分散液中形成浆状分布。称取25mg的氧化石墨烯，分散于IL去离子水中，用高剪切搅拌机搅拌数分钟，至氧化石墨烯在分散液中形成浆状分布。将碳纳米管的分散液和氧化石墨烯的分散液混合起来，用搅拌机搅拌数分钟将两者混合均匀形成稳定的分散液。将纤维素滤纸铺在直径为25cm的布氏漏斗底部，用真空泵抽滤，使碳纳米管和氧化石墨烯的混合分散液在滤纸上均匀沉积，待半干时将氧化石墨烯/碳纳米管的复合纳米碳纸与滤纸分离，获得5%氧化石墨烯/碳纳米管的复合纳米碳纸，其厚度约为100 μ m，在烘箱干燥后获取目标产物。其性能如图2a和2b中所示。其结构如图3a所示。
[0035]实施例2称取450mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取50mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为10%的复合纳米碳纸。其断面结构如图3b所示。
[0036]实施例3称取425 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取75mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为15%的复合纳米碳纸。其结构如图3c所示。
[0037]实施例4称取400 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取10mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为20%的复合纳米碳纸。其结构如图3d所示。
[0038]实施例5称取350 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取150mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为30%的复合纳米碳纸。其结构如图3e所示。
[0039]实施例6称取300 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取200mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为40%的复合纳米碳纸。
[0040]实施例7称取250 mg经盐酸纯化后的碳纳米管，称取250mg的氧化石墨烯，同实施例I的方法制备了氧化石墨烯含量为50%的复合纳米碳纸。其结构如图3f所示。
[0041]本发明的复合纳米碳纸较之现有纳米碳纸，不仅力学性能有大大改善，而且纳米碳纸原有的优异的导电和导热性能也没有明显的损失，充分解决了现有碳纳米管纸力学强度差等问题，还兼顾了材料导电、导热、轻质柔性高效的特点，同时，其制备工艺简单，易于操作，可控性好，且成本低廉。本发明在新能源、先进化工、电子器件、薄膜制备等领域有广泛应用前景。
[0042]以上说明，及在图纸上所示的实施例，不可解析为限定本发明的设计思想。在本发明的技术领域里持有相同知识者可以将本发明的技术性思想以多样的形态改良变更，这样的改良及变更应理解为属于本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸，其特征在于，它包括: 碳纳米管基体，包括主要由碳纳米管形成的骨架网络，以及， 至少用以将所述骨架网络中的碳纳米管相互连接的增强网络，所述增强网络主要由分散在所述骨架网络中的氧化石墨烯构成； 并且，所述复合纳米碳纸包含质量比为0.οΓι:ι的氧化石墨烯和碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸，其特征在于，它包含0.l_50wt%氧化石墨烯。
3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸，其特征在于，所述复合纳米碳纸的厚度为I μ m-lmm。
4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸，其特征在于，所述复合纳米碳纸具有层叠堆垛形式的组织结构，并且其中氧化石墨烯与碳纳米管主要经η-η作用连接。
5.一种氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，包括: 将碳纳米管分散液与氧化石墨烯分散液均匀混合后，再过滤成膜，其后将形成的膜与基底滤膜剥离，获得所述复合纳米碳纸，所述复合纳米碳纸包括: 碳纳米管基体，包括主要由碳纳米管形成的骨架网络，以及， 至少用以将所述骨架网络中的碳纳米管相互连接的增强网络，所述增强网络主要由分散在所述骨架网络中的氧化石墨烯构成； 并且，所述复合纳米碳纸包含质量比为0.οΓι:ι的氧化石墨烯和碳纳米管。
6.根据权利要求5所述氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液或所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.05mg/ml?5mg/ml。
7.根据权利要求5或6所述氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液或碳纳米管分散液中所采用的溶剂包括水、乙醇、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯和氯仿中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求5或6所述氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液或碳纳米管分散液中还含有分散剂，所述分散剂包括聚乙烯醇、聚乙稀卩比略烧丽、纤维素、十_■烧基硫酸纳、十_■烧基苯横酸纳、十TK烧基二甲基漠化按、吐温-80和曲拉通-100中的任意一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求5所述氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，它包括:将所述氧化石墨烯分散液与所述碳纳米管分散液混合搅拌l-60min，转速30rpm-300rpm,随后采用真空过滤或者无压过滤的方式过滤成膜。
10.根据权利要求5所述氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸的制备方法，其特征在于，所述滤膜包括纤维素滤膜、聚四氟乙烯滤膜、尼龙滤膜、聚烯烃滤膜或普通滤纸。
【专利摘要】本发明公开了一种氧化石墨烯增强的复合纳米碳纸及其制备方法。该碳纸包括：碳纳米管基体，包括主要由碳纳米管形成的骨架网络；以及，至少用以将所述骨架网络中的碳纳米管相互连接的增强网络，所述增强网络主要由分散在所述骨架网络中的氧化石墨烯构成；其制备方法包括：将碳纳米管分散液与氧化石墨烯分散液均匀混合后，再过滤成膜，其后将形成的膜与基底滤膜剥离，获得目标产物。本发明的复合纳米碳纸不仅力学性能有大大改善，而且纳米碳纸的优异导电和导热性能也没有明显的损失，充分解决了现有碳纳米管纸力学强度差等问题，还兼具导电、导热、轻质柔性高效等特点，同时制备工艺简单，易于操作，可控性好，且成本低廉，具有广泛应用前景。
【IPC分类】C01B31-02
【公开号】CN104627977
【申请号】CN201310548650
【发明人】李清文, 邢亚娟, 陈名海
【申请人】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月7日