CN100467562C - 纳米胶带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种纳米胶带，其包括：一双面胶带，该双面胶带具有双面粘性；一耐高温膜，其设置于上述双面胶带的一面；以及一碳纳米材料层设置于双面胶带的另一面。该碳纳米材料层包括碳纳米管、碳纳米球或两者的混合物，该碳纳米管包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管或两者的混合物。

Description

纳米胶带及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种纳米胶带及其制造方法，尤其涉及一种使用碳纳米管的纳米胶带及其制造方法。
【背景技术】
碳原子具有良好的成键性能，其外层电子可形成不同的杂化状态，因此不仅可形成结构完善的金刚石与石墨，也可形成具有丰富结构缺陷的高吸附性、无定形的多孔碳。传统多孔碳的孔径体系主要由其丰富的结构缺陷形成，与沸石分子筛等完全由结构孔构筑的孔径体系不同，其孔径体系具有一定的随意性，因此，其成孔过程与最终的孔隙结构难于控制。碳家族的新成员——碳纳米管的出现使得在碳结构中形成完全规整的孔隙结构成为可能。
碳纳米管是1991年才被发现的一种新型碳结构，它是由碳原子形成的石墨烯片卷成的一种无缝、中空的管体。一般可分为单壁碳纳米管(Single-walled Carbon Nanotube)与多壁碳纳米管(Multi-walled CarbonNanotube)。一般单壁碳纳米管的直径为0.4～2纳米，多壁碳纳米管的直径也不超过50纳米，长度则可达数微米至数毫米，因而具有极大的长径比，是一种准一维的纳米线。
碳纳米管，特别是单壁碳纳米管，由于所构成的碳原子基本上都处于表面位置，故具有较大的比表面积。理论计算表明，碳纳米管的比表面积可在50～1315m2/g的较大范围内变化。单壁碳纳米管的表面积值要比多壁碳纳米管大一个数量级。由于单壁碳纳米管中间有一光滑、平直的空管，故其密度相当低，仅为0.6g/cm3，具有规整的一维纳米级孔隙。多壁碳纳米管的密度随其结构变化，在1～2g/cm3之间。鉴于碳纳米管纳米级的尺度与规整的微观结构，碳纳米管具有接近理想的气体吸附能力，对其他的原子与分子具有很强的吸附作用。
然而，近年来对碳纳米管气体吸附性能的研究主要集中于碳纳米管的储氢性能以及碳纳米管的气敏特性应用。而随着科技不断发展，能源与环保逐渐成为世界发展的主题。其中，环境保护已成为当前经济发展中的一个极为重要的问题，可持续发展要求在保持经济高速发展的同时，必须保护好人类赖以生存的环境。
因此，提供一种使用碳纳米管的具有空气净化作用的纳米胶带及其制造方法十分必要。
【发明内容】
以下，将以若干实施例说明一种具有空气净化作用的纳米胶带。
以及，一种具有空气净化作用的纳米胶带的制造方法。
为实现上述内容，提供一种纳米胶带，其包括:一双面胶带，该双面胶带具有双面粘性；一耐高温膜，其设置于上述双面胶带的一面；以及一碳纳米材料层设置于双面胶带的另一面。
该碳纳米材料层包括碳纳米管、碳纳米球或两者的混合物，该碳纳米管包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管或两者的混合物。
以及，提供一种纳米胶带的制造方法，其包括以下步骤:提供一基底；形成一碳纳米材料层于上述基底上；将一具有双面粘性的双面胶带一面粘附于上述碳纳米材料层，另一面设置一耐高温膜；去除基底以获得纳米胶带。
本技术方案所提供的纳米胶带及其制造方法是在传统胶带上进行加工，利用目前已经非常成熟的碳纳米材料层生长技术，方法简单，可控性强。通过本发明方法获得的纳米胶带利用碳纳米材料层如碳纳米管的极强的气体吸附能力，在应用中可以广泛吸附空气中的氢气、碳氢化合物以及自由基，因而能够有效地净化环境以及空间气氛，适应目前不断发展的环保要求。
【附图说明】
图1是本技术方案的纳米胶带的制造方法的流程示意图。
图2是本技术方案在基底表面形成碳纳米材料层的示意图。
图3是于第二图形成的碳纳米材料层上粘附双面胶带的示意图。
图4是将第三图的基底连同双面胶带反置的示意图。
图5是本技术方案获得的纳米胶带的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图及具体实施例对本技术方案进行详细说明。
请一并参阅图1至图5，本技术方案提供一种纳米胶带的制造方法，其包括以下步骤:
提供一具有一清洁抛光面的基底11，该基底11设置于一基座10上。该基底11的清洁抛光面可通过将基底11的一面抛光后并用去离子水进行洗涤后得到，该抛光面用于生长碳纳米管或碳纳米球。基底11材料选用玻璃，也可选用其它材料，如硅、石英等，本实施例选用的玻璃基板11的厚度为0.3毫米或以下。
在该基底11将要生长碳纳米管的抛光面均匀形成一层催化剂层12，该催化剂层12的形成可利用热沉积、电子束沉积、蒸镀或溅射法来完成。催化剂层12材料选用铁，也可选用其它材料，如钴、镍或铁、钴、镍三种物质任意组合的合金材料等。
生长高密度的碳纳米材料层13于基底11的催化剂层12上，该碳纳米材料层13包括碳纳米管、碳纳米球或两者的混合物，该碳纳米管包括多壁碳纳米管、多壁碳纳米管或两者的混合物。
提供一双面胶带14，该双面胶带14具有双面粘性以及双面耐高温保护膜16。将该双面胶带14撕去一面保护膜，并使其粘附于碳纳米材料层13上。加热基座10以增进碳纳米材料层13与双面胶带14的附着性。
将基底11连同碳纳米材料层12与双面胶带13从基座10上取下并反置，通过化学方法去除基底11与催化剂层12。具体方法包括:利用四氟化碳(CF4)等离子体干蚀刻或氟化氢(HF)溶液湿蚀刻去除基底11；将双面胶带14浸泡于稀释的酸溶液中去除催化剂层12；将剩余的双面胶带14与碳纳米材料层13清洗后干燥，获得本技术方案纳米胶带15成品。
本技术方案获得的纳米胶带15包括一双面胶带14，该双面胶带14具有双面粘性。该双面胶带的一面设置有一耐高温保护膜16，在应用时可以撕去从而将纳米胶带15粘附于预定材料上，另一面形成有一碳纳米材料层13，该碳纳米材料层13具有极强的气体吸附能力，可以用来吸附空气中的氢气、碳氢化合物以及自由基等。
本领域的技术人员应明白，本技术方案纳米胶带的制造方法中碳纳米材料层的形成实际上是一种化学气相沉积法，由于本技术方案纳米胶带仅需应用碳纳米材料层的气体吸附能力，故，碳纳米材料层的形成方法也可采用其它如电弧放电法、激光烧蚀法等，只需形成高密度的碳纳米材料层如碳纳米管于基底表面即可。
本技术方案的纳米胶带及其制造方法是在传统胶带上进行加工，利用目前已经非常成熟的碳纳米材料层生长技术，方法简单，可控性强。通过本发明方法获得的纳米胶带利用碳纳米材料层如碳纳米管的极强的气体吸附能力，在应用中可以广泛吸附空气中的氢气、碳氢化合物以及自由基，因而能够有效地净化环境以及空间气氛，适应目前不断发展的环保要求。

Claims (11)

1.一种纳米胶带，其包括:一双面胶带，该双面胶带具有双面粘性；一耐高温膜，其设置于上述双面胶带的一面，其特征在于，该纳米胶带进一步包括一碳纳米材料层设置于双面胶带的另一面，该碳纳米材料层材料包括碳纳米管、碳纳米球或两者的混合物。
2.如权利要求1所述的纳米胶带，其特征在于该碳纳米管包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管或两者的混合物。
3.一种纳米胶带的制造方法，其包括以下步骤:
提供一基底；
形成一碳纳米材料层于上述基底上，该碳纳米材料层材料包括碳纳米管、碳纳米球或两者的混合物；
将一具有双面粘性的双面胶带的一面粘附于上述碳纳米材料层，另一面设置一耐高温膜；
去除基底获得纳米胶带。
4.如权利要求3所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该碳纳米材料层的形成方法包括:化学气相沉积法、电弧放电法或激光烧蚀法。
5.如权利要求3所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于进一步包括形成一催化剂层于基底。
6.如权利要求5所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于去除基底获得纳米胶带的方法进一步包括以下步骤:
利用蚀刻法去除基底；
利用稀释的酸溶液去除催化剂层；
将剩余的双面胶带与纳米碳材料层清洗后干燥。
7.如权利要求6所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该蚀刻法包括四氟化碳等离子体干蚀刻或氟化氢溶液湿蚀刻。
8.如权利要求3所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该基底材料包括硅、玻璃或石英。
9.如权利要求8所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该基底的厚度为0.3毫米或以下。
10.如权利要求5所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该催化剂材料包括铁、钴、镍或铁、钴、镍三种物质任意组合的合金。
11.如权利要求10所述的纳米胶带的制造方法，其特征在于该催化剂层的形成方法包括热沉积、电子束沉积、蒸镀或溅射法。
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