可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜及其制备方法与应用与流程

文档序号:11136158阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜,其特征在于包括碳纳米管网络以及结合于碳纳米管网络下部的透明导电高分子。

2.根据权利要求1所述的可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜,其特征在于:

所述薄膜包含质量比为1:10~1:50的碳纳米管和透明导电高分子;

和/或,所述薄膜的厚度为20nm~100nm,表面粗糙度小于1.5nm,可见光透光度大于86%,表面电阻小于1500Ω/m2

3.一种可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜的制备方法,其特征在于包括:

将碳纳米管分散液转移至选定溶液表面,再移除该选定溶液,获得碳纳米管薄膜;

以及,将碳纳米管薄膜转移至油墨界面上进行自组装而形成碳纳米管杂化薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)将碳纳米管分散液转移至选定溶液表面,再移除该选定溶液,获得碳纳米管薄膜;

(2)将碳纳米管薄膜转移至第一油墨界面上进行自组装而形成碳纳米管杂化薄膜;

(3)将碳纳米管杂化薄膜转移至第二油墨界面上进行自组装而形成碳纳米管混杂薄膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于包括:循环重复进行步骤(2)和/或步骤(3)两次以上,直至获得所需的超薄透明导电碳纳米管薄膜;尤其优选的,循环次数为5~10次。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于包括:

采用蠕动泵注射方式将所述碳纳米管分散液转移至选定溶液表面,和/或,采用蠕动泵抽取方式将所述选定溶液表面移除;

优选的,采用蠕动泵注射所述碳纳米管分散液的速率为5mL/min~20mL/min,和/或,采用蠕动泵抽取所述选定溶液的速率为5mL/min~20mL/min。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于:

所述碳纳米管分散液包含溶剂和均匀分散于所述溶剂内的碳纳米管;

所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管;

和/或,所述溶剂包括乙醇、丙三醇、乙二醇、水中的任意一种或两种以上的混合物;

优选的,所述碳纳米管选自官能化的碳纳米管,其中的官能团包括-NH2、-COOH、-OH中的任意一种或两种以上;

优选的,所述碳纳米管分散液的浓度为0.005mg/mL~0.2mg/mL。

8.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于:

所述选定溶液包括乙醇、丙三醇、乙二醇、水中的任意一种或两种以上的混合物;

和/或,所述油墨包含阳离子导电聚电解质和/或阴离子导电聚电解质;

所述阳离子导电聚电解质包括季铵型阳离子表面活性剂和/或杂环类阳离子表面活性剂,

优选的,所述季铵型阳离子表面活性剂的通式是[N(R1R2R3)]+X-,R至少选自C10~C18长链烷基,R1、R2、R3至少选自甲基、乙基、苄基或长链烷基,X包括氯、溴、碘或阴离子有机基团,

优选的,所述杂环类阳离子表面活性剂包括含有吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环中的任意一种或两种以上的组合;

和/或,所述阴离子导电聚电解质包括烷基羧酸盐型聚电解质、烷基苯磺酸盐聚电解质、烷基硫酸酯盐型聚电解质、烷基磷酸酯盐型聚电解质、α-烯烃磺酸盐聚电解质、烷基磺酸盐型聚电解质、琥珀酸酯磺酸盐型聚电解质、高级脂肪酰胺磺酸盐型聚电解质中的任意一种或两种以上的组合;

进一步优选的,所述油墨中溶质的分子量1000g/mo1~50000g/mol;

和/或,所述油墨的浓度是0.5mg/mL~8mg/mL;

和/或,所述碳纳米管薄膜在油墨界面上的自组装温度为20~60℃,时间为0.5h~4h;

和/或,所述油墨的溶剂包括乙醇、丙三醇、乙二醇、乙酸乙酯、水中的任意一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:

所述第一油墨中溶质的分子量为1000g/mo1~50000g/mol,优选的,所述第一油墨的浓度为0.5mg/mL~5mg/mL,尤其优选的,所述碳纳米管薄膜在第一油墨界面上的自组装温度为20~60℃,时间为0.5h~2h;

和/或,所述第二油墨中溶质的分子量是2000g/mo1~50000g/mol,优选的,所述第二油墨的浓度为1.0mg/mL-8mg/mL,尤其优选的,所述碳纳米管薄膜在第二油墨界面上的自组装温度为20~50℃,时间为0.5h~4h;

优选的,所述可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜包含质量比为1:5:5~1:25:25的碳纳米管、来源于第一油墨的透明导电高分子和来源于第二油墨的透明导电高分子。

10.由权利要求3-9中任一项所述方法制备的可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜。

11.一种装置,其特征在于包含权利要求1、2或10所述的可自支撑超薄透明导电碳纳米管薄膜,所述装置包括光学装置、电子装置或光电子装置,尤其优选的,所述装置包括柔性光电子装置。

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