CN105858646B - 一种透明薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种透明薄膜的制备方法。所述的透明的薄膜是由碳纳米管或者石墨烯或者其他二维材料的一种或几种组成，将碳纳米管或者石墨烯或者其他二维材料中的一种或几种分散液分散到水的表面上形成一层均匀透明的薄膜，利用各种不同的基底捞起一层或多层薄膜，或是将亲水的基底插到形成含有上述物质薄膜的水面上，薄膜将自动爬到亲水的基底上。本发明解决了碳纳米管、石墨烯透明导电薄膜或者其他二维材料的透明膜在成膜时价格昂贵、步骤复杂以及喷涂法、旋涂法、转印法效率低不能大规模生产等问题。

Description

一种透明薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及碳纳米管、石墨烯透明导电的薄膜或者是其他二维材料透明薄膜的制备，以及碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料的分散液在水的表面上自动形成一层均匀透明的膜，将其捞到各种基底上；或者是将亲水的基底插到含有上述物质水面上，碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料自动爬到基底上形成均匀薄膜的制备方法。
背景技术
透明导电的薄膜广泛的存在于现代的便携式或家常的电子设备中，例如触摸屏、液晶显示屏、有机光电子电池、太阳能电池和有机发光二极管。氧化铟锡(ITO)可以用来制备透明导电的薄膜，但由于其自然资源匮乏、易碎、价格昂贵、柔韧性能差而不能广泛的应用各种基底上。众所周知，碳纳米管是一维管状结构的材料，石墨烯是一种二维平面蜂窝状结构的材料，他们具有优越的机械性质、电学性质、热学性质、光学性质，被看做代替价格昂贵的ITO的理想材料。最近十多年，世界科学家们尤其对石墨烯透明导电膜产生了浓厚的兴趣。自2004年起，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，利用胶带剥离的方法成功地从石墨中剥离出大片的无缺陷的单层石墨烯透明膜，这种方法能够得到大面积的连续的石墨烯透明薄膜。此外，制备石墨烯薄膜的方法还包括喷涂法、旋涂法、转印法、化学气相沉积。首先将石墨液相处理成氧化石墨烯，利用旋涂、喷涂或转印的方法，将氧化石墨烯沉积在基地上，然后用化学还原或者是高温还原的方法得透明导电的石墨烯薄膜。这种方法虽然能够大面积的制备透明导电的石墨烯薄膜，但是也有其本身的局限性。首先将石墨液相分散成氧化石墨烯要使用强烈的氧化剂，对环境和实验者造会成严重的污染和伤害。化学或高温还原得到的石墨烯破坏了石墨烯本来的结构，影响了石墨烯本身的性质，不易大规模的应用。2009年，Kim等人利用化学气相沉积的方法在镍层或碳化过度金属物的表面上制备大面积的高导电的透明石墨烯薄膜，使透明导电的石墨烯薄膜代替ITO成为了可能，然而由于这种方法仪器价格昂贵、实验方法和条件要求严格、不能沉积在任意的基底上，阻碍了其大规模的生产。
同时其他的二维材料透明薄膜由于其具有独特的物理性质和高的比表面积，因此在光电、自旋电子学、催化、化学和生物传感、超级电容器、太阳能电池，锂离子电池中具有重要的应用。
发明内容
因此，针对上述技术以及应用问题，本发明的目的在于提供一种制备碳纳米管、石墨烯透明导电薄膜或者是其他二维材料的薄膜的方法。所述的透明的薄膜是由碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料中的一种或几种组成。所述的石墨烯包括：化学还原的石墨烯、高温还原的石墨烯、机械剥离的石墨烯、超声剥离的石墨烯、电化学剥离的石墨烯、化学气相沉积的石墨烯、小分子插层剥离的石墨烯、外延生长的石墨烯。
本发明的另一目的在于提出一种制备透明薄膜的方法，步骤包括：将碳纳米管或者石墨烯或者其他二维材料的分散液，利用注射以恒定的流速注射到水的任意大小的容器里，使其在表面上自动形成一层透明的薄膜；所述分散液的浓度是0.01-200mg.mL-1,优选1-50mg.mL-1其中有0-6％(重量)的分散剂，优选1-3％(重量)的分散剂。用不同的基底将其捞到表面上；或者是将亲水的基底插入到上述薄膜的水的表面上，物质自动爬到各种亲水的基底上形成透明的薄膜。然后在室温或加热的条件下干燥得到均匀透明的碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料的透明薄膜。
本发明通过以下技术方案实现。
一种制备透明薄膜的方法，包括碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料的分散液、基底、其特征在于，所述的透明薄膜是是由碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料中的一种或几种组成；所述的石墨烯包括：化学还原的石墨烯、高温还原的石墨烯、机械剥离的石墨烯、超声剥离的石墨烯、电化学剥离的石墨烯、化学气相沉积的石墨烯、小分子插层剥离的石墨烯、外延生长的石墨烯；
所述的基底包括玻璃片、石英片、PET、金属片、玻璃棒、金属棒。
优选地，二维材料是石墨烯、二硫化钼(MoS2)、硫化钨(WS2)、硒化钼(MoSe2)、碲化钼(MoTe2)、硒化钽(TaSe2)、硒化铌(NbSe)、碲化镍(NiTe2)、氮化硼(BN)、碲化铋(Bi2Te3)、黑磷、二硒化钨(WSe2)、二碲化钨(WTe2)、硫化镓(GaS)、硫化铪(HfSe2)、硒化铟(In2Se3)、硫锡铅(PbSnS2)、硒化铂(PtSe2)、硫化铼(ReS2)、硫化锡(SnS2)、硒化锡(SnSe2)、硫化钽(TaS2)、硫化钛(TiS2)、硒化钛(TiSe2)、硒化钒(VSe2)一种或者几种。
优选地，所述的碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料分散溶液的溶剂为环戊酮、环己酮、哌啶-1-甲醛、乙烯基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉、溴苯、氰苯、水、苯甲基安息香酸、N,N-二甲基丙烯基脲酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲乙酰胺、环己基吡咯烷酮、苄醚、异丙醇、N-辛基吡咯烷酮、二氧戊环、乙酸乙酯、1-氮萘、安息香醛、乙醇胺、酞酸二乙酯、N-十二烷基吡咯烷酮、吡啶、酞酸二甲酯、乙酸乙烯酯、甲苯、庚烷、戊烷、己烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯代苯、氯仿、四氢呋喃的一种或多种。
优选地，所述的碳纳米管、石墨烯或者其他二维材料分散溶液的分散剂为：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、聚对苯乙烯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、胆酸钠、聚苯乙烯、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇中一种或多种。
优选地，所述的制备透明膜的方法是：用各种不同的基底捞膜或者是用亲水的基底爬模。
附图说明
图1为实施例1中利用捞膜的方法得到的透明导电石墨烯薄膜的光学照片。
图2为实施例2中利用爬模的方法得到的透明导电石墨烯薄膜的光学照片。
图3为实施例1中用捞膜的方法得到的透明导电石墨烯薄膜透过率。
具体实施方式
实施例1
(1)取浓度为1mg.mL-1的石墨烯分散液，溶剂为环戊酮。
(2)将上述的石墨烯分散液以2000rpm转速离心45min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液利用100mL的注射以恒定的流速注射到1L的结晶皿中，可在表面形成一层均匀的透明的薄膜。
(4)用干净的玻璃片将均匀的透明的薄膜捞起，可得透明导电的石墨烯薄膜。
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。
实施例2
(1)取浓度为0.5mg.mL-1的碳纳米管分散液，溶剂为乙烯基吡咯烷酮。
(2)将上述的碳纳米管分散液以3000rpm转速离心45min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液利用100mL的注射以恒定的流速注射到1L的结晶皿中，可在表面形成一层均匀的透明的碳纳米管的薄膜。
(4)用亲水的铜片插入到(3)中形成均匀透明的碳纳米管的薄膜上，碳纳米管的薄膜爬到亲水的铜片上。
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。
实施例3
(1)取浓度为50mg.mL-1的二硫化钼的分散液，溶剂为N-十二烷基吡咯烷酮。
(2)将上述的二硫化钼的分散液以4000rpm转速离心45min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液利用100mL的注射以恒定的流速注射到1L的结晶皿中，可在表面形成一层均匀的透明的二硫化钼的薄膜。
(4)用亲水的玻璃棒插入到(3)中形成均匀透明的二硫化钼的薄膜上，二硫化钼的薄膜爬到玻璃棒的铜片上。
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。
实施例4
(1)取浓度为1mg.mL-1的石墨烯分散液，溶剂为环戊酮，并加入1％(重量)的十二烷基磺酸钠。
(2)将上述的石墨烯分散液以2000rpm转速离心45min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液利用100mL的注射以恒定的流速注射到1L的结晶皿中，可在表面形成一层均匀的透明的薄膜。
(4)用干净的玻璃片将均匀的透明的薄膜捞起，可得透明导电的石墨烯薄膜。
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。
实施例5
(1)取浓度为50mg.mL-1的硒化钼的分散液，溶剂为N-十二烷基吡咯烷酮。
(2)将上述的硒化钼的分散液以4000rpm转速离心45min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液利用100mL的注射以恒定的流速注射到1L的结晶皿中，可在表面形成一层均匀的透明的硒化钼的薄膜。
(4)用亲水的玻璃棒插入到(3)中形成均匀透明的硒化钼的薄膜上，硒化钼的薄膜爬到玻璃棒的铜片上。
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。
实施例6
(1)取浓度为0.2mg/ml的化学还原石墨烯分散液，溶剂为水。
(2)将上述石墨烯分散液在500rpm转速离心30min，将离心后的上清液取出实验使用。
(3)取步骤(2)的混合液喷雾到酸性水溶液表面，可在酸性水溶液表面形成一层均匀的透明的石墨烯的薄膜。
(4)用玻璃片将(3)中的均匀透明的石墨烯的薄膜捞起
(5)将(4)得到的透明薄膜放到烘箱中在60℃下加热干燥1h，然后再在100℃下干燥3h。

Claims (3)

1.一种透明薄膜的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
将溶剂剥离的二维材料分散液加入离心设备中进行离心处理，离心后收集上浮液；
将上述收集的上浮液加入到注射泵中，以恒定的流速注射到水面上形成均匀透明的薄膜；
将水打湿的基底插入到上述水表面形成的均匀透明薄膜上，该均匀透明薄膜自动向上爬到基底上；
将上述基底上形成的均匀透明薄膜放到烘箱中在60℃加热干燥1小时，然后再在100℃干燥3小时；
其中，所述的溶剂剥离的二维材料分散液为二硫化钼(MoS2) 分散液、硫化钨(WS2) 分散液、硒化钼(MoSe2) 分散液、碲化钼(MoTe2) 分散液、硒化钽(TaSe2) 分散液、硒化铌(NbSe) 分散液、碲化镍(NiTe2) 分散液、氮化硼(BN) 分散液、碲化铋(Bi2Te3) 分散液、二硒化钨(WSe2) 分散液、二碲化钨(WTe2) 分散液、硫化镓(GaS) 分散液、硫化铪(HfSe2) 分散液、硒化铟(In2Se3) 分散液、硫锡铅(PbSnS2) 分散液、硒化铂(PtSe2) 分散液、硫化铼(ReS2) 分散液、硫化锡(SnS2) 分散液、硒化锡(SnSe2) 分散液、硫化钽(TaS2) 分散液、硫化钛(TiS2) 分散液、硒化钛(TiSe2) 分散液、硒化钒(VSe2)分散液中的一种或多种；
其中，所述分散液中的溶剂为乙烯基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮中的一种或多种;
所述的基底包括玻璃棒和金属棒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分散液中还包含分散剂，浓度为0-6wt％；所述的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、聚对苯乙烯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行所述离心处理时，所述离心设备的转速为500～10000 rpm。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106430998B (zh) * 2016-09-28 2019-03-05 陕西科技大学 Bi掺杂SnSe/氧化还原石墨烯复合物薄膜及其制备方法
CN106745271B (zh) * 2017-02-08 2019-01-18 齐齐哈尔大学 一种制备二硫化钨纳米片的胆酸钠改进水热法
CN108556426B (zh) * 2017-04-21 2019-11-15 王建锋 一种无机纳米片/塑料叠层阻隔薄膜的制备方法
CN109133039A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自组装石墨烯纳米薄膜及其制备方法和应用
CN109884122B (zh) * 2017-12-06 2021-04-20 天津大学 基于硫化铼纳米器件的有机气体检测芯片
CN108417666B (zh) * 2018-03-02 2019-11-19 新昌县鼎瑞科技有限公司 一种高效率硅基光伏电池及其制造方法
CN108281512B (zh) * 2018-03-02 2019-11-12 宁波欧达光电有限公司 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法
CN110240155B (zh) * 2018-03-08 2021-03-16 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 界面组装大面积均匀碳材料薄膜、其制备方法与应用
CN109545573B (zh) * 2018-03-21 2020-08-28 信阳学院 金属1t相硫化铼中空纳米球超级电容器电极材料的制备方法
CN109137030A (zh) * 2018-06-29 2019-01-04 洛阳师范学院 一种二硒化铌薄膜的制备方法
CN108914206B (zh) * 2018-08-07 2020-02-18 湖南大学 一种碲化镍二维材料及其制备和应用
CN109592670A (zh) * 2018-12-20 2019-04-09 湖北工程学院 单壁碳纳米管的分散方法
CN116253361B (zh) * 2023-03-09 2024-05-03 中国石油大学(华东) 一种WS2/SnSe2纳米异质材料和二氧化氮气体传感器及其制备方法和应用
CN116553491A (zh) * 2023-06-05 2023-08-08 南昌大学 一种电化学剥离法制备二维层状硒化铟的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2067532A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-10 Sony Corporation A method of producing a nanoparticle film on a substrate
CN103253653B (zh) * 2012-02-15 2016-01-27 国家纳米科学中心 氧化石墨烯膜、石墨烯膜及其制备方法和应用
CN103450461B (zh) * 2013-08-02 2015-07-22 电子科技大学 一种制造复合纳米薄膜的方法
CN103396573B (zh) * 2013-08-22 2015-07-22 电子科技大学 一种复合纳米薄膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
homogeneous and structural controlled thin fims of single-wall carbon nanotubes by the Langmuir-Blodgett technique;Y.Kim et al;《Synthesis Metals》;20031231;第747-748页 *
表面活性剂包埋的硫化锌纳米粒子LB膜的研究;平贵臣等;《化学物理学报》;19991231;第12卷(第6期);第659-662页 *

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