制备碳纳米管薄膜的方法与流程

本公开涉及碳纳米管的技术领域，具体涉及一种制备碳纳米管薄膜的方法。

背景技术：

碳纳米管在透明导电膜、传感器和集成电路等领域具有巨大的应用价值，并且碳纳米管在这些领域的应用几乎都需要在碳纳米管薄膜上实现。然而，相关技术中制备碳纳米管薄膜的方法一次只能制备一片碳纳米管薄膜，不能实现批量制备的目的。此外，相关技术中制备碳纳米管薄膜的方法还存在制备时间长(例如12个小时)和制备的碳纳米管薄膜厚度不够均匀等问题。

技术实现要素：

本公开提供了一种制备碳纳米管薄膜的方法，其包括：将基底放置在处于第一温度的碳纳米管溶液中；

使用有机溶液对基底进行清洗；以及

使经过清洗的基底变干，以得到形成在基底的表面上的碳纳米管薄膜。

根据本公开的至少一个实施方式，第一温度低于碳纳米管溶液的沸点。

根据本公开的至少一个实施方式，将基底放置在处于第一温度的碳纳米管溶液中的步骤还包括：将基底放置在处于第一温度的碳纳米管溶液中10分钟至600分钟。

根据本公开的至少一个实施方式，第一温度为65摄氏度。

根据本公开的至少一个实施方式，使用有机溶液对基底进行清洗的步骤包括：按照极性由低到高的顺序使用多个有机溶液对基底进行清洗。

根据本公开的至少一个实施方式，使用多个有机溶液对基底进行清洗的步骤包括：使用多个有机溶液中的每个清洗基底至少5分钟。

根据本公开的至少一个实施方式，多个有机溶液包括：甲苯溶液、四氢呋喃溶液和丙酮溶液。

根据本公开的至少一个实施方式，基底包括二氧化硅基底、蓝宝石基底、石英基底或塑料基底。

根据本公开的至少一个实施方式，使经过清洗的基底变干的步骤包括：使用氮气将经过清洗的基底吹干。

根据本公开的至少一个实施方式，碳纳米管溶液包括碳纳米管分散液，碳纳米管分散液是通过将碳纳米管分散在水或有机溶剂中形成的。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示意性示出了根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法的流程图；

图2示出了二氧化硅晶元放置在碳纳米管溶液中的示意图；以及

图3示出了使用有机溶液清洗二氧化硅晶元的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1示意性示出了根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法的流程图。如图1所示，根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法包括：

s1，将基底放置在处于第一温度的碳纳米管溶液中；

s2，使用有机溶液对基底进行清洗；以及

s3，使经过清洗的基底变干，以得到形成在基底的表面上的碳纳米管薄膜。

在本实施方式中，步骤s1可包括将基底浸入处于第一温度的碳纳米管溶液中。基底可以是例如二氧化硅基底(例如二氧化硅晶元)、蓝宝石基底、石英基底或塑料基底。在步骤s1中，放置在碳纳米管溶液中的基底可以是一个或多个，本公开对此并没有限制。第一温度可低于碳纳米管溶液的沸点，例如65摄氏度。例如，可通过水浴、油浴等方式或烘箱、热板等加热设备使得碳纳米管溶液处于第一温度。通过将碳纳米管溶液的温度控制在某一恒定温度，可缩短碳纳米管薄膜的制备时间，并且碳纳米管溶液所处的温度越高，碳纳米管薄膜的制备时间则越短。

碳纳米管溶液可以是碳纳米管分散液，其中该碳纳米管分散液是通过将碳纳米管分散在水或有机溶剂中而形成的。例如，可通过超声分散、强酸洗涤等手段来形成碳纳米管分散液。本公开中提到的碳纳米管可以是通过相关技术中的任何方法例如电弧放电法、激光蒸发法、化学气相沉积法等制得的。

在步骤s1中，可将基底在处于第一温度的碳纳米管溶液中放置设定的时间，例如10分钟至600分钟。

步骤s2可包括使用处于第二温度的有机溶液清洗基底设定的时间。在本公开实施方式中，第二温度可低于用于清洗基底的有机溶液的沸点。用于清洗基底的有机溶液可不同于用于形成碳纳米管分散液的有机溶液。在本实施方式中，步骤s2中可分别使用多种有机溶液按照极性由低至高的顺序来清洗基底，每种有机溶液清洗基底的时间均为上述设定的时间。上述设定的时间可不少于5分钟，可选地处于5分钟至120分钟之间。通过使用有机溶液对基底进行清洗，可使得得到的碳纳米管薄膜更加均匀。

在步骤s3中，通过使经过清洗的基底变干，便可得到形成在基底的表面上的碳纳米管薄膜。例如，可通过氮气吹干基底、烘干基底、甩干基底等，本公开对此没有限制。

通过根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法，可实现碳纳米管薄膜的批量制备。此外，根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法缩短了制备时间并且提高了得到的碳纳米管薄膜的均匀性。

下面将通过另一具体实施方式进一步解释根据本公开实施方式的制备碳纳米管薄膜的方法。在本具体实施方式中，制备碳纳米管薄膜的方法包括：

1.配置碳纳米管分散液；

2.把碳纳米管分散液倒入一种定制该矩形容器中，该矩形容器的长宽高分别为20cm*13cm*15cm，将该矩形容器放入油浴中，油浴的温度控制在65摄氏度；

3.将放置在4英寸的晶元花篮上的20个4英寸的二氧化硅晶元放入上述的矩形容器中，静止1小时，参见图2，其中仅示意性地示出了3个二氧化硅晶元；

4.将二氧化硅晶元分别在甲苯溶液、四氢呋喃溶液和丙酮溶液中清洗10分钟，甲苯溶液、四氢呋喃溶液和丙酮溶液的温度设置为80摄氏度，参见图3；以及

5.经过清洗的晶元在高纯度氮气下进行吹干。

在该具体实施方式中，可同时在多个二氧化硅晶元上制备碳纳米管薄膜，并且极大地缩短了碳纳米管薄膜的制备时间。此外，在该具体实施方式中，制备的碳纳米管薄膜更加均匀。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

技术特征：

技术总结
提供了一种制备碳纳米管薄膜的方法，其包括：将基底放置在处于第一温度的碳纳米管溶液中；使用有机溶液对基底进行清洗；以及使经过清洗的基底变干，以得到形成在基底的表面上的碳纳米管薄膜。

技术研发人员：韩杰
受保护的技术使用者：北京华碳元芯电子科技有限责任公司
技术研发日：2017.11.21
技术公布日：2019.05.28