专利名称：碳纳米管膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纳米管膜及其制备方法。
背景技术：
碳纳米管具有优异的导电、导热、场发射以及电磁屏蔽等性能，因此碳纳米管的宏观结构一碳纳米管膜成为人们关注的热点。最早的碳纳米管膜的制备方法一般包括直接生长法、喷涂法或朗缪尔 布洛节塔(Langmuir Blodgett,⑶)法。由上述方法制备的碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向无法控制，使得碳纳米管在该碳纳米管膜中杂乱无序排列，不利于充分发挥碳纳米管的性能，如导电性与导热性，其应用仍然受到限制。为了解决上述问题，人们通过采用拉伸的方法制备出一种碳纳米管膜，该碳纳米管的制备方法主要包括提供一超顺排碳纳米管阵列；采用一拉伸工具从该超顺排碳纳米管阵列中沿一固定方向拉取出该碳纳米管膜。该碳纳米管膜中的碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列。虽然采用上述拉伸的方法制备的碳纳米管膜中的碳纳米管有序排列，且该碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向与该碳纳米管膜的拉伸方向一致，在与该拉伸方向垂直的方向上的碳纳米管基本相互平行，但该碳纳米管膜无法应用到一些需要特殊结构的领域。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种具有特殊结构的碳纳米管膜及其制备方法。一种碳纳米管膜，其具有一第一端以及一与该第一端相对设置的第二端，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管线及搭接于相邻的碳纳米管线之间的至少一个碳纳米管，其中， 该多个碳纳米管线从所述第一端向所述第二端辐射延伸，且该碳纳米管膜具有一开口夹角。—种碳纳米管膜的制备方法，其包括以下步骤提供一预制碳纳米管膜，该预制碳纳米管膜包括多个碳纳米管线，每个碳纳米管线包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管；在所述预制碳纳米管膜的基本平行于所述多个碳纳米管线的径向的一端形成一碳纳米管线状结构；将所述碳纳米管线状结构穿过一角度控制单元的角度控制元件，且控制该碳纳米管线状结构与该角度控制单元相对移动，使所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处收缩，从而使得所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处形成一预定的开口夹角；以及剪裁所述具有预定开口夹角的预制碳纳米管膜，得到预定形状的所述碳纳米管膜。与现有技术相比较，本发明提供一种具有特殊结构的碳纳米管膜及其制备方法。 该碳纳米管膜中的多个碳纳米管线从所述第一端向所述第二端辐射延伸。本发明提供的碳纳米管膜的制备能够比较简单地制备出上述碳纳米管膜，且可以控制该碳纳米管膜的开口夹角。
图1为本发明提供的碳纳米管膜中的碳纳米管线的结构示意图。图2是本发明实施例提供的碳纳米管膜的结构示意图。图3为本发明实施例提供的碳纳米管膜的制备流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种碳纳米管膜，其具有一第一端以及一与该第一端相对设置的第二端，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管线及搭接于相邻的碳纳米管线之间的至少一个碳纳米管，其特征在于，该多个碳纳米管线从所述第一端向所述第二端辐射延伸，且该碳纳米管膜具有一开口夹角。
2.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述相邻的碳纳米管线之间的间距从所述第一端向所述第二端的方向上逐渐增大。
3.如权利要求1或2所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述每个碳纳米管线包括多个基本沿同一方向择优取向延伸的碳纳米管。
4.如权利要求3所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述每个碳纳米管线位于同一延伸方向上的相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。
5.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述相邻的碳纳米管线之间搭接多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相邻搭接于该相邻的碳纳米管线之间。
6.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述相邻的碳纳米管线之间搭接多个碳纳米管且该多个碳纳米管间隔设置，且搭接于该相邻的碳纳米管线之间。
7.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述碳纳米管膜中的开口夹角大于 30度，且小于等于120度。
8.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述碳纳米管膜中的相邻的碳纳米管线之间的夹角相等。
9.如权利要求1所述的碳纳米管膜，其特征在于，所述碳纳米管膜为一自支撑结构。
10.一种碳纳米管膜的制备方法，其包括提供一预制碳纳米管膜，该预制碳纳米管膜包括多个碳纳米管线，每个碳纳米管线包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管；在所述预制碳纳米管膜的基本平行于所述多个碳纳米管线的径向的一端形成一碳纳米管线状结构；将所述碳纳米管线状结构穿过一角度控制单元的角度控制元件，且控制该碳纳米管线状结构与该角度控制单元相对移动，使所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处收缩，从而使得所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处形成一预定的开口夹角；以及剪裁所述具有预定开口夹角的预制碳纳米管膜，得到预定形状的碳纳米管膜。
11.如权利要求10所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述预制碳纳米管膜的制备方法包括提供一碳纳米管阵列；以及沿一方向从所述碳纳米管阵列中拉取所述预制碳纳米管膜。
12.如权利要求11所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述形成所述碳纳米管线状结构的方法为沿着顺时针或逆时针的方向扭转所述预制碳纳米管膜远离所述碳纳米管阵列的一端。
13.如权利要求11所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管线状结构的相对移动方向与所述预制碳纳米管膜的拉伸方向一致。
14.如权利要求13所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管线状结构相对于所述角度控制单元移动的方法为固定所述碳纳米管线状结构，手动或自动向靠近所述碳纳米管阵列的方向移动所述角度控制单元。
15.如权利要求13所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管线状结构相对于所述角度控制单元移动的方法为固定所述角度控制单元，手动或自动向远离所述碳纳米管阵列的方向移动所述碳纳米管线状结构，同时所述预制碳纳米管膜不断从所述碳纳米管阵列中拉出。
16.如权利要求13所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管线状结构相对于所述角度控制单元移动的方法为手动或自动向靠近所述碳纳米管阵列的方向移动所述角度控制单元，并通过手动或自动的方式向远离所述碳纳米管阵列的方向移动所述碳纳米管线状结构。
17.如权利要求13所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管线状结构固定于一支撑柱，该支撑柱向远离所述碳纳米管阵列的方向移动或围绕其自身旋转使得该碳纳米管线状结构不断向远离所述碳纳米管阵列的方向移动。
18.如权利要求10所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处形成所述预定的开口夹角的方法包括以下步骤将所述碳纳米管线状结构穿过所述角度控制元件；以及手动或自动控制所述角度控制单元与该碳纳米管线状结构相对移动，直至该碳纳米管线状结构达到预定位置，使得所述预制碳纳米管膜中的相邻的碳纳米管线之间的间距在靠近该角度控制元件的过程中逐渐减小，从而使得该预制碳纳米管膜在该角度控制元件处收缩形成所述预定开口夹角，且在该角度控制元件处形成所述碳纳米管膜的一第一端。
19.如权利要求10所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述角度控制元件为一通孔或沟槽。
20.如权利要求10所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述剪裁所述具有预定开口夹角的预制碳纳米管膜的步骤包括将所述预制碳纳米管膜置于一承载体；采用激光在所述角度形成元件处裁断所述预制碳纳米管膜形成所述碳纳米管膜的一第一端；以及按照预定图形在该碳纳米管膜的第一端相对设置的方向上裁断该预制碳纳米管膜，以形成所述碳纳米管膜的一第二端。
21.如权利要求20所述的碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，所述承载体可以为所述角度控制单元。
全文摘要
本发明提供一种碳纳米管膜的制备方法，包括以下步骤提供一预制碳纳米管膜，该预制碳纳米管膜包括多个碳纳米管线，每个碳纳米管线包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管；在所述预制碳纳米管膜的基本平行于所述多个碳纳米管线的径向的一端形成一碳纳米管线状结构；将所述碳纳米管线状结构穿过一角度控制单元的角度控制元件，且控制该碳纳米管线状结构与该角度控制单元相对移动，使所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处收缩，从而使得所述预制碳纳米管膜在该角度控制元件处形成一预定的开口夹角；以及剪裁所述具有预定开口夹角的预制碳纳米管膜，得到预定形状的所述碳纳米管膜。本发明还提供一种由上述方法制备的碳纳米管膜。
文档编号B82Y40/00GK102502587SQ20111034984
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者冯辰, 刘亮, 潜力, 王昱权 申请人:北京富纳特创新科技有限公司