CN106219538B - 高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法及薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法及薄膜,本发明要解决石墨烯和银纳米线复合薄膜的成型问题。方法:配制银纳米线分散液;配制石墨烯分散液;银纳米线分散液与石墨烯分散液混合;静电喷雾沉积法制备复合薄膜;热压烧结得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;本发明能够制备高导热、高导电、大尺寸、石墨烯分散均匀的样品,且制备过程中复合薄膜易从基底上脱离,可广泛地应用于工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域,具体涉及一种石墨烯复合薄膜的制备方法及薄膜。
背景技术
石墨烯被定义为仅由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状点阵结构,每个碳原子和相邻的三个碳原子形成共价键。虽然石墨烯仅由一层碳原子构成,但其形貌可以被多种仪器所观测,以此来表征石墨烯的层数、厚度及其晶化程度等重要信息。石墨烯中每个碳原子都有一个s轨道和三个p轨道,其中s轨道和两个p轨道与周围相邻的三个碳原子形成化学键,对石墨烯的电导率没有贡献,而剩余的一个p轨道相互杂化,形成价带和导带,影响着石墨烯的电学性能。
石墨烯具有独特的二维晶体结构决定了其具有优异的电学、力学和热学性能。自由电子在石墨烯上的传输不易发生散射,电子迁移率可以达到2×105cm/V·s,是硅中电子迁移率的一百多倍;其电导率高达106S/m,是室温下绝佳的导电材料。石墨烯弹性模量高达1TPa,断裂强度为125GPa,室温热导率为5.3×103W/m·K,比表面积为2630m2/g。石墨烯也具有优异的光学性能,单层石墨烯的可见光吸收率仅为2.3%,由此可根据薄层石墨烯的可见光透过率来估算出石墨烯的层数。另外,紫外光对石墨烯有刻蚀作用,随着紫外光照射时间的增加,石墨烯薄膜的结构不断被破坏,其可见光透过率和薄膜面电阻都在上升。这种二维的石墨烯薄膜除了具有高导电性和透过率之外,还展现出优异的化学稳定性和热稳定性,可作为太阳能透明电极的替代物。因此石墨烯在复合材料、催化材料、储能材料、高功能纳电子器件、气体传感器等领域具有相当大的应用价值,也吸引众多学者展开对石墨烯深入系统地研究。
目前石墨烯薄膜的制备方法主要是有两种,一种是先制备纳米尺度的氧化石墨烯,然后制备氧化石墨烯薄膜,最后还原得到石墨烯薄膜;另一种是直接制备石墨烯薄膜。间接法主要有真空抽滤法、旋涂法、自组装法、电泳法、电化学法、喷涂法;石墨烯的直接制备有胶带剥离法、碳化硅或金属表面外延生长法和化学气相沉积法(CVD)。比较上述两大类制备石墨烯薄膜的方法可以发现它们的特点,对于第一类石墨烯薄膜制备方法,在石墨烯薄膜大小和厚度的可控性方面,真空抽滤法制备时薄膜大小受抽滤纸大小控制,旋涂法制备通过分散液浓度,转速来控制石墨烯膜的厚度以及面积可以选择,缺点是原料容易浪费。自组装方法简单易行,薄膜面积大小可以任意调控,薄膜呈现较好的均匀性和可控性,不过由于采用氧化石墨烯作为中间体,后续的还原处理对石墨烯薄膜的导电性影响很大。采用电泳沉积法制备石墨烯薄膜时,面积大小受电极控制,控制电泳沉积电压和沉积时间,可以制备不同厚度的石墨烯薄膜,操作简便、易于控制、成本较低、适于规模化制备,但是存在将得到的薄膜转移到其它基底上的不便。在第一类石墨烯薄膜的制备过程中,石墨要经过氧化和还原两个过程,得到的石墨烯的性能不够稳定,这对后续研究有一定的影响。第二类化学气相沉积法能得到大面积高质量的单层石墨烯,但设备要求高,得到的薄膜也往往需要转移到其它基底上。
综上所述,现有石墨烯复合薄膜的制备方法中缺少操作简单,成本低,容易从基底上转移,又可以制备大面积复合薄膜的方法。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种制备高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的方法,具体是按照以下步骤进行的:
1)配制银纳米线分散液:将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末分散在N-甲基吡咯烷酮中;
3)银纳米线分散液与石墨烯分散液混合;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将步骤3)得到的混合分散液通过静电喷雾沉积法沉积在金属基底上,在金属基底上形成墨烯/银纳米线复合薄膜,将金属基底与复合薄膜分离;
5)热压烧结:将步骤4)分离得到的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
先进行上述步骤1)后进行上述步骤2),或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1)。
优选的,上述金属基底为铝箔,将金属基底与复合薄膜分离的方法为喷射完成后,将金属基底与复合薄膜放在去离子水中,则复合薄膜自行从金属基底上脱落。
上述步骤具体为:
1)配制银纳米线分散液:首先制备银纳米线:将FeCl3溶于乙二醇中,再向该溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮,磁力搅拌,得到FeCl3溶液;将AgNO3溶于乙二醇,充分搅拌,得到AgNO3溶液;用注射泵将FeCl3溶液缓慢加入到AgNO3溶液中,充分搅拌;将混合溶液注入反应釜中,160℃下反应2.5h,即得到银纳米线;
然后将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中:将制备出的银纳米线用丙酮或乙醇离心洗涤4~7次,冷冻干燥后分散在N-甲基吡咯烷酮中,在频率为10KHz~100KHz下,进行超声处理30min~60min,得到银纳米线的N-甲基吡咯烷酮分散液;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末在真空下450℃烧结2h,去掉分散剂,然后加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,并在频率为10KHz~100KHz下,进行超声处理30min~60min,得到石墨烯分散液;
3)银纳米线分散液与石墨烯分散液混合:将银纳米线分散液和石墨烯分散液混合;在频率为10KHz~100KHz下,水浴超声5min,然后在200W的功率下超声30min,得到石墨烯/银纳米线混合分散液;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合分散液注入注射器中,用注射泵注射;将金属基底固定在热台上,在注射器的针头加上高压电,金属基底接地,即在金属基底和针头之间形成静电场;将混合分散液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在金属基底上;喷射完成后,将金属基底放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和金属基底的面积控制复合薄膜的尺寸;
5)热压烧结:将上述制备的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
先进行上述步骤1)后进行上述步骤2),或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1)。
优选的,上述步骤2)中所述的石墨烯分散液中石墨烯的浓度为0.1mg/mL~2mg/mL,更优选0.2mg/mL~2mg/mL。
优选的,上述步骤1)中所述的银纳米线分散液中,银纳米线的浓度为0.2mg/mL。
优选的,上述步骤:3)中所述的混合分散液中石墨烯与银纳米线的质量比为1:0.1~1:1,更优选1:0.2~1:1。
优选的,上述步骤4)中所述的注射泵注射速度为40~100μL/min,更优选50~100μL/min,电压为11.5Kv,热台温度为130℃~160℃,注射器的针头数量为2~4个,针头和铝箔之间的垂直距离为2cm~3.5cm。
优选的,上述步骤1)中所述的FeCl3溶液中FeCl3的摩尔浓度为0.1mM/L,聚乙烯吡咯烷酮的摩尔浓度为0.15M/L;所述的AgNO3溶液中AgNO3的摩尔浓度为0.1M/L;所述的注射泵注射速率为0.5ml/min~1ml/min。
优选的,上述步骤:5)中所述的干燥条件是在110℃-120℃下保温40min-60min,热压烧结条件为压力为400MPa~500MPa,温度为950℃,真空气氛保压10min~30min。
本发明的有益效果是:一、本发明方法工艺简单成本低廉,可控性好,并且能够通过控制基底大小和针头数量,控制样品尺寸大小,可以制备大尺寸样品,能够满足不同工程的需要,基底的亲水性大于复合薄膜的亲水性,将覆盖薄膜的基底放入水中,水会进入薄膜和基底之间,将薄膜剥离下来,解决了以往石墨烯复合薄膜成型时不易从基底转移和尺寸受设备限制问题;二、本发明通过静电喷雾沉积法制备石墨烯/银纳米线复合薄膜,液滴从针头挤出后,在高压电场作用下,其外形逐步由新月形演变成圆锥状。当电场强度超过阈值时,液体克服表面张力的束缚而发射出来形成喷雾,喷雾沉积在基底上,液体挥发,即形成复合薄膜,通过调节分散液浓度、电压、注射速度以及针头和基底的距离可以控制石墨烯复合薄膜的厚度和柔性;三、本发明使石墨烯分散液与银纳米线分散液混合后,得到的石墨烯/银纳米线复合薄膜为体相,薄膜中的石墨烯分散较层状更加均匀,导热、导电性能更加稳定、优良;四、银纳米线的加入一方面可以增加石墨烯产品的致密度,填补石墨烯薄膜中的缺陷,增加薄膜的热导率和电导率;另一方面银纳米线本身的热导率和电导率也比较高。本发明制备的复合薄膜较现有方法制备的石墨烯薄膜具有更高的热导率和电导率,可广泛地应用于电器电子及机械领域的散热及导电。
附图说明
图1是实施例一制备的银纳米线的电镜照片;
图2是实施例一静电喷雾沉积法制备高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜示流程意图1:液流,2:针头,3:铝箔,4:热台,5:实验基板,6:喷雾;
图3是实施例一制备的高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式,还包括各具体实施方式之间的任意组合。
实施例一:
本实施例所述的高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
1)制备银纳米线:将0.32mg FeCl3溶于20ml乙二醇溶液中,再向该溶液中加入0.369g聚乙烯吡咯烷酮,磁力搅拌10min;将0.34g AgNO3溶于20ml乙二醇,充分搅拌;用注射泵将FeCl3溶液缓慢加入到AgNO3溶液中,充分搅拌;将混合溶液注入反应釜中,160℃下反应2.5h,即得到银纳米线溶液;
所述的FeCl3的溶液摩尔浓度为0.1mM/L;所述的聚乙烯吡咯烷酮的溶液摩尔浓度为0.15M/L;所述的AgNO3的溶液的摩尔浓度为0.1M/L;所述的注射泵注射速率为1mL/min;
将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中:将制备出的银纳米线用丙酮离心洗涤4次,冷冻干燥后分散在N-甲基吡咯烷酮中,在频率为10KHz下,进行超声处理60min,得到银纳米线的N-甲基吡咯烷酮溶液,银纳米线的浓度为0.2mg/mL;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末在真空下450℃烧结2h,去掉分散剂,然后加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,并在频率为10KHz下,进行超声处理60min,得到石墨烯分散液;
所述的石墨烯粉末是通过液相剥离法制备的;所述的石墨烯分散液的浓度为0.2mg/mL;
3)银纳米线溶液与石墨烯分散液混合:将银纳米线溶液和石墨烯分散液混合;在频率为10KHz下,水浴超声5min,然后在200W的功率下超声30min,得到石墨烯/银纳米线混合溶液;
所述的混合溶液中石墨烯与银纳米线的质量比为1:0.2;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合溶液注入注射器中,用注射泵注射,注射器的针头数量为2个;将铝箔固定在热台上,在针头加上高压电,铝箔接地,即在铝箔和针头之间形成静电场;将混合溶液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在铝箔上;喷射完成后,将铝箔放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和基底的面积可控制复合薄膜的尺寸;
所述的注射泵注射速度为50μL/min;所述的实验过程电压为11.5kV;所述的热台温度为130℃;所述的针头和铝箔之间的垂直距离为2cm;所述的混合溶液中石墨烯的浓度为0.2mg/mL;
5)将复合薄膜热压烧结:将上述制备的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
所述的干燥条件是在110℃下保温1h,热压烧结过程的实验条件是压力为400MPa,温度为950℃,真空气氛保压30min。
本实施例一步骤1)制备的银纳米线的扫描电镜照片如图1所示,由图1可知,本实施例一步骤一制备的银纳米线长度为几十微米;
本实施例一步骤4)静电喷雾沉积法制备高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜示意图如图2所示;
本实施例一步骤5)制备的高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜材料照片如图3所示。
本实施例通过测试样品的热导率和电导率得到石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率为1396.4W/m·K,电导率为1.67×103S/cm,目前报道的热导率和电导率最高的可以单独存在的石墨烯薄膜[1]的热导率是524W/m·K,电导率802S/cm,与此相比,石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率和电导率提高了200%左右,并且具有一定的柔性。
实施例二:
本实施例所述的高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
1)制备银纳米线:将0.32mg FeCl3溶于20ml乙二醇溶液中,再向该溶液中加入0.369g聚乙烯吡咯烷酮,磁力搅拌10min;将0.34g AgNO3溶于20ml乙二醇,充分搅拌;用注射泵将FeCl3溶液缓慢加入到AgNO3溶液中,充分搅拌;将混合溶液注入反应釜中,160℃下反应2.5h,即得到银纳米线溶液;
所述的FeCl3的溶液摩尔浓度为0.1mM/L;所述的聚乙烯吡咯烷酮的溶液摩尔浓度为0.15M/L;所述的AgNO3的溶液的摩尔浓度为0.1M/L;所述的注射泵注射速率为0.5mL/min;
将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中:将制备出的银纳米线用丙酮离心洗涤7次,冷冻干燥后分散在N-甲基吡咯烷酮中,在频率为100KHz下,进行超声处理30min,得到银纳米线的N-甲基吡咯烷酮溶液,银纳米线的浓度为0.2mg/mL;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末在真空下450℃烧结2h,去掉分散剂,然后加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,并在频率为100KHz下,进行超声处理30min,得到石墨烯分散液;
所述的石墨烯粉末是通过液相剥离法制备的;所述的石墨烯分散液的浓度为2mg/mL;
3)银纳米线溶液与石墨烯分散液混合:将银纳米线溶液和石墨烯分散液混合;在频率为100KHz下,水浴超声5min,然后在200W的功率下超声30min,得到石墨烯/银纳米线混合溶液;
所述的混合溶液中石墨烯与银纳米线的质量比为1:1;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合溶液注入注射器中,用注射泵注射,注射器的针头数量为4个;将铝箔固定在热台上,在针头加上高压电,铝箔接地,即在铝箔和针头之间形成静电场;将混合溶液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在铝箔上;喷射完成后,将铝箔放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和基底的面积可控制复合薄膜的尺寸;
所述的注射泵注射速度为100μL/min;所述的实验过程电压为11.5kV;所述的热台温度为160℃;所述的针头和铝箔之间的垂直距离为3.5cm;所述的混合溶液中石墨烯的浓度为2mg/mL;
5)将复合薄膜热压烧结:将上述制备的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
所述的干燥条件是在120℃下保温40min,热压烧结过程的实验条件是压力为500MPa,温度为950℃,真空气氛保压10min。
本实施例通过测试样品的热导率和电导率得到石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率为1378.7W/m·K,电导率为1.65×103S/cm,目前报道的热导率和电导率最高的可以单独存在的石墨烯薄膜[1]的热导率是524W/m·K,电导率802S/cm,与此相比,石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率和电导率提高了200%左右,并且具有一定的柔性。
实施例三:
本实施例所述的高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
1)制备银纳米线:将0.32mg FeCl3溶于20ml乙二醇溶液中,再向该溶液中加入0.369g聚乙烯吡咯烷酮,磁力搅拌10min;将0.34g AgNO3溶于20ml乙二醇,充分搅拌;用注射泵将FeCl3溶液缓慢加入到AgNO3溶液中,充分搅拌;将混合溶液注入反应釜中,160℃下反应2.5h,即得到银纳米线溶液;
所述的FeCl3的溶液摩尔浓度为0.1mM/L;所述的聚乙烯吡咯烷酮的溶液摩尔浓度为0.15M/L;所述的AgNO3的溶液的摩尔浓度为0.1M/L;所述的注射泵注射速率为0.8mL/min;
将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中:将制备出的银纳米线用乙醇离心洗涤5次,冷冻干燥后分散在N-甲基吡咯烷酮中,在频率为50KHz下,进行超声处理45min,得到银纳米线的N-甲基吡咯烷酮溶液,银纳米线的浓度为0.2mg/mL;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末在真空下450℃烧结2h,去掉分散剂,然后加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,并在频率为50KHz下,进行超声处理45min,得到石墨烯分散液;
所述的石墨烯粉末是通过液相剥离法制备的;所述的石墨烯分散液的浓度为0.1mg/mL;
3)银纳米线溶液与石墨烯分散液混合:将银纳米线溶液和石墨烯分散液混合;在频率为50KHz下,水浴超声5min,然后在200W的功率下超声30min,得到石墨烯/银纳米线混合溶液;
所述的混合溶液中石墨烯与银纳米线的质量比为1:0.1;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合溶液注入注射器中,用注射泵注射,注射器的针头数量为3个;将铝箔固定在热台上,在针头加上高压电,铝箔接地,即在铝箔和针头之间形成静电场;将混合溶液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在铝箔上;喷射完成后,将铝箔放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和基底的面积可控制复合薄膜的尺寸;
所述的注射泵注射速度为40μL/min;所述的实验过程电压为11.5kV;所述的热台温度为140℃;所述的针头和铝箔之间的垂直距离为3cm;所述的混合溶液中石墨烯的浓度为0.1mg/mL;
5)将复合薄膜热压烧结:将上述制备的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
所述的干燥条件是在115℃下保温50min,热压烧结过程的实验条件是压力为450MPa,温度为950℃,真空气氛保压20min。
本实施例通过测试样品的热导率和电导率得到石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率为1403.3W/m·K,电导率为1.71×103S/cm,目前报道的热导率和电导率最高的可以单独存在的石墨烯薄膜[1]的热导率是524W/m·K,电导率802S/cm,与此相比,石墨烯/银纳米线复合薄膜的热导率和电导率提高了200%左右,并且具有一定的柔性。
Claims (6)
1.石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)配制银纳米线分散液:将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末分散在N-甲基吡咯烷酮中;
3)银纳米线分散液与石墨烯分散液混合;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将步骤3)得到的混合分散液通过静电喷雾沉积法沉积在金属基底上,在金属基底上形成石墨烯/银纳米线复合薄膜,将金属基底与复合薄膜分离;
5)热压烧结:将步骤4)分离得到的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜;
所述步骤4)具体为:静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合分散液注入注射器中,用注射泵注射;将金属基底固定在热台上,在注射器的针头加上高压电,金属基底接地,即在金属基底和针头之间形成静电场;将混合分散液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在金属基底上;喷射完成后,将金属基底放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和金属基底的面积控制复合薄膜的尺寸;
步骤1)中所述的银纳米线分散液中,银纳米线的浓度为0.2mg/mL;步骤2)中所述的石墨烯粉末是通过液相剥离法制备的,所述的石墨烯分散液中石墨烯的浓度为0.1mg/mL~2mg/mL;步骤4)中所述的注射泵注射速度为40~100μL/min,电压为11.5kV ,热台温度为130℃~160℃,注射器的针头数量为2~4个,针头和铝箔之间的垂直距离为2cm~3.5cm;
先进行上述步骤1)后进行上述步骤2),或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1);所述金属基底为铝箔,将金属基底与复合薄膜分离的方法为喷射完成后,将金属基底与复合薄膜放在去离子水中,则复合薄膜自行从金属基底上脱落。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤具体为:
1)配制银纳米线分散液:首先制备银纳米线:将FeCl3溶于乙二醇中,再向该溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮,磁力搅拌,得到FeCl3溶液;将AgNO3溶于乙二醇,充分搅拌,得到AgNO3溶液;用注射泵将FeCl3溶液缓慢加入到AgNO3溶液中,充分搅拌;将混合溶液注入反应釜中,160℃下反应2.5h,即得到银纳米线;
然后将银纳米线分散在N-甲基吡咯烷酮中:将制备出的银纳米线用丙酮或乙醇离心洗涤4~7次,冷冻干燥后分散在N-甲基吡咯烷酮中,在频率为10KHz~100KHz下,进行超声处理30min~60min,得到银纳米线的N-甲基吡咯烷酮分散液;
2)配制石墨烯分散液:将石墨烯粉末在真空下450℃烧结2h,去掉分散剂,然后加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,并在频率为10KHz~100KHz下,进行超声处理30min~60min,得到石墨烯分散液;
3)银纳米线分散液与石墨烯分散液混合:将银纳米线分散液和石墨烯分散液混合;在频率为10KHz~100KHz下,水浴超声5min,然后在200W的功率下超声30min,得到石墨烯/银纳米线混合分散液;
4)静电喷雾沉积法制备复合薄膜:将混合分散液注入注射器中,用注射泵注射;将金属基底固定在热台上,在注射器的针头加上高压电,金属基底接地,即在金属基底和针头之间形成静电场;将混合分散液在高压下注射形成喷雾,逐渐沉积在金属基底上;喷射完成后,将金属基底放在去离子水中,则复合薄膜自行脱落,即得到高导热、高导电石墨烯/银纳米线复合薄膜,通过控制针头的数目和金属基底的面积控制复合薄膜的尺寸;
5)热压烧结:将上述制备的复合薄膜干燥后热压烧结,即得到石墨烯/银纳米线复合薄膜;
先进行上述步骤1)后进行上述步骤2),或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1)。
3.根据权利要求1所述的石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤3)中所述的混合分散液中石墨烯与银纳米线的质量比为1:0.1~1:1。
4.根据权利要求2所述的石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述的FeCl3溶液中FeCl3的摩尔浓度为0.1mM/L,聚乙烯吡咯烷酮的摩尔浓度为0.15M/L;所述的AgNO3溶液中AgNO3的摩尔浓度为0.1M/L;所述的注射泵注射速率为0.5mL/min~1mL/min。
5.根据权利要求2所述的石墨烯/银纳米线复合薄膜的制备方法,其特征在于:步骤5)中所述的干燥条件是在110℃-120℃下保温40min-60min,热压烧结条件为压力为400MPa~500MPa,温度为950℃,真空气氛保压10min~30min。
6.一种按照权利要求1-5任一所述方法制备的石墨烯/银纳米线复合薄膜。
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