CN112055510A - 一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用 - Google Patents

一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用，属于导热材料的制备。包括氧化石墨烯水溶液、碳纳米管溶液制备，清洗基材，氧化石墨烯薄膜的沉积、第一次干燥、退火处理，碳纳米的沉积以及第二次干燥、退火处理六个步骤。本发明通过在石墨烯薄膜表面吸附碳纳米管，由于二者之间可以形成较强的氢键和范德华力相互作用，因此在氧化石墨烯表面形成三维网状结构，提高了散热薄膜的热量交换的接触面积，进而提高了石墨烯/碳纳米管散热薄膜的散热效率。

Description

一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用
技术领域
本发明属于导热材料领域导热材料的制备，尤其是一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用。
背景技术
随着各种电子产品的快速发展，电子元件的性能得到了飞速发展，目前这些电子元件随着性能的提升，也增加了设备的发热量。例如：显示屏高亮度对发光二极管使用量增加和频率有更高的要求，CPU的高速运行，电池电量消耗增加，电池容量也跟着提高等。这电子元件的高速工作的同时，耗能更多，发热更快更多，对散热元件提出了更高的要求。如果不能及时散热，会导致设备使用寿命缩短。
铜、铝及其合金本身的散热能力有限，纯铜的导热系数为398W/m﹒K,纯铝的导热系数为273W/m﹒K，因此散热效果并不是很好。其中，由于石墨烯的电学、力学、热学等性能都极其优异，在散热领域拥有着极大的潜能。申请人在研究过程中发现，现有的石墨烯导热薄膜基本都为二维层状结构，在与空气或冷却液进行交换时，热量交换面有限。因此，申请人考虑通过增加热量交换面的大小，提高石墨烯薄膜的散热效率。
发明内容
发明目的：提供一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜、其制备方法和应用，以解决背景技术中所涉及的问题。
技术方案：一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、电解液的配置：氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为0.25～2g/L的氧化石墨烯悬浮液；
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为1.5～4.5g/L的碳纳米管溶液；
步骤2、清洗基材：将非金属基材切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行第二电泳沉积，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；
步骤4、第一次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜；
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，在阳极表面形成一层黑色胶状物质；
步骤6、第二次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。
优选地，所述氧化石墨烯需要经过预处理，去处理方法为：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.5～1g的浓硝酸钠和45～50ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入6～9g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。
优选地，所述基材为蓝宝石衬底、玻璃衬底、碳化硅衬底、硅/二氧化硅衬底中的一种。
优选地，所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡24～48h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于105～130℃的温度下，烘烤30～60min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。
优选地，所述铬酐粗化液包括：锌粉5～10%、铬酐4～8%、铁氰化钾2～4%、磷酸0.5～2%、氟化钠1～2%、表面活性剂0.5～1%、余量为水。
优选地，所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。
优选地，所述锌粉为超细锌粉，其粒度为2.5～10μm；
优选地，所述第一电泳沉积工艺：沉积电压40～80V，沉积时间10～15min，电极之间的相对距离为10～30cm；所述第二电泳沉积工艺：沉积电压20～40V，沉积时间20～30min，电极之间的相对距离为10～30cm。
优选地，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂1.5～3g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。
优选地，所述第一次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为15～20MPa，以20～25℃/min升温至300～350℃，保温1～2h，然后保持炉温以3～5℃/min下降，直至室温；所述第二次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为常压，升温至102～120℃，保温30～60min，然后自然冷却至室温。
本发明还提供一种基于石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法得到的基材-氧化石墨烯复合薄膜材料。
本发明还提供一种基于基材-氧化石墨烯复合薄膜材料作为衬底在制备电学元件上的应用，在基材-氧化石墨烯复合薄膜材料的另一侧通过涂胶、刻蚀制备电学元件。
有益效果：本发明涉及一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，通过首先对非金属基材的表面在氟化钠、铬酐的共同作用下，在其表面形成多孔性的表面膜，然后通过机械啮合和分子间作用，在基材的一侧表面形成铬锌合金膜，使得基材具有优异的导电性能，然后将基材作为电极，通过电泳沉积制备基材-氧化石墨烯复合薄膜，由于可以充分利用了石墨烯的二维平面进行声子传输，加大的改善纵向的热导率。在进一步研究过程，通过在石墨烯表面吸附碳纳米管，由于二者之间可以形成较强的氢键和范德华力相互作用，因此在氧化石墨烯表面形成三维网状结构，提高了散热薄膜的热量交换的接触面积，进而提高了石墨烯/碳纳米管散热薄膜的散热效率。
附图说明
图1是本发明中氧化石墨烯薄膜的剖面SEM图。
图2是本发明中氧化石墨烯/碳纳米管薄膜的剖面SEM图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
由于铜、铝及其合金本身的散热能力有限，纯铜的导热系数为398W/m·K,纯铝的导热系数为273W/m·K，因此散热效果并不是很好。其中，由于石墨烯的电学、力学、热学等性能都极其优异，在散热领域拥有着极大的潜能。但是现有技术中，通常是直接将石墨烯复合材料与衬底粘合，作为散热材料。但是由于石墨烯复合材料与衬底之间需要通过粘合剂连接，不利于电子元件中热量的纵向导热。本发明通过首先对非金属基材的表面在氟化钠、铬酐的共同作用下，在其表面形成多孔性的表面膜，然后通过机械啮合和分子间作用，在基材的一侧表面形成铬锌合金膜，使得基材具有优异的导电性能，然后将基材作为电极，通过电泳沉积可以移除氧化石墨烯的含氧官能团，并形成活性自由基，与阳极电解产生的Zn2+、Cr3+结合，再借助烧结工艺缩短复合薄膜层间距并进一步去除含氧官能团，同时锌、铬元素收缩形成纳米球颗粒，制备基材-氧化石墨烯复合薄膜。由于氧化石墨烯与基材之间通过分子间作用和机械啮合力，结合避免粘接剂对导热率的影响，可以充分利用了氧化石墨烯的二维平面进行声子传输，加大的改善纵向的热导率。得到最终的复合薄膜。
申请人在研究过程中发现，现有的石墨烯导热薄膜基本都为二维层状结构，在与空气或冷却液进行交换时，热量交换面有限。因此，申请人考虑通过增加热量交换面的大小，提高石墨烯薄膜的散热效率。本发明通过在石墨烯表面吸附碳纳米管，由于二者之间可以形成较强的氢键和范德华力相互作用，因此在氧化石墨烯表面形成三维网状结构，提高了散热薄膜的热量交换的接触面积，大大提高了石墨烯/碳纳米管散热薄膜的散热效率。
本发明提供一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，包括如下步骤：氧化石墨烯水溶液和碳纳米管溶液制备、清洗基材、氧化石墨烯薄膜的沉积、第一次干燥、退火处理、碳纳米的沉积和第二次干燥、退火处理六个步骤。
步骤1、电解液的配置：氧化石墨烯水溶液制备，将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.5～1g的浓硝酸钠和45～50ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入6～9g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为0.25～2g/L的氧化石墨烯悬浮液。
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为1.5～4.5g/L的碳纳米管溶液。
步骤2、清洗基材：将非金属基材切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡24～48h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于105～130℃的温度下，烘烤30～60min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。其中，所述铬酐粗化液包括：锌粉5～10%、铬酐4～8%、铁氰化钾2～4%、磷酸0.5～2%、氟化钠1～2%、表面活性剂0.5～1%、余量为水。所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。所述锌粉为超细锌粉，其粒度为2.5～10μm。
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行第一电泳沉积，其中，所述第一电泳沉积工艺中的沉积电压为40～80V；沉积时间为10～15min，电极之间的相对距离为10～30cm。在阳极表面形成一层深棕色胶状物质。
步骤4、第一次干燥、退火处理：去除基材表面的密封胶，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜。所述第一干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，以20～25℃/min升温至300～350℃，保温1～2h，然后保持炉温以3～5℃/min下降，直至室温。上述干燥退火条件，能够使得纳米颗粒与石墨烯之间接触更紧密，同时使得具有石墨烯多层结构的复合材料层之间的接触更紧密。
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，所述第二电泳沉积工艺：沉积电压20～40V，沉积时间20～30min，电极之间的相对距离为10～30cm在阳极表面形成一层黑色胶状物质。
步骤6、第二次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。所述第二次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为常压，升温至102～120℃，保温30～60min，然后自然冷却至室温。
在进一步实施例中，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂1.5～3g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。由于乙炔黑是一种导电性高、稳定性和吸附性好的碳纳米材料，可以通过π-π键的作用，与氧化石墨烯结合，不仅可以阻止氧化石墨烯在第二电泳沉积工艺出现团聚。同时，由于乙炔黑的高导电性，在其表面具有更多的带正电荷的粒子，较氧化石墨烯对碳纳米管具有更强的吸附性，在其表面能够吸附更多的碳纳米管，提高了散热薄膜的热量交换的接触面积，进而提高了散热均匀的石墨烯散热薄膜的散热效率。
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备包括如下步骤：
步骤1、氧化石墨烯水溶液制备：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.8g的浓硝酸钠和47ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入8g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为1.0g/L的氧化石墨烯悬浮液。
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为3.0g/L的碳纳米管溶液。
步骤2、清洗基材：将硅衬底作为基材，切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡30h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于120℃的温度下，烘烤45min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。其中，所述铬酐粗化液包括：锌粉6%、铬酐6%、铁氰化钾3%、磷酸0.8%、氟化钠1.2%、表面活性剂0.8%、余量为水。所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。所述锌粉为超细锌粉，其粒度为2.5～10μm；
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行第一电泳沉积，其中，第一沉积电压为60V；沉积时间20min，电极之间的相对距离为20cm，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；
步骤4、第一次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜。其中，所述干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，以20℃/min升温至320℃，保温1.5h，然后保持炉温以4℃/min下降，直至室温。
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，所述第二电泳沉积工艺：沉积电压25V，沉积时间10min，电极之间的相对距离为20cm在阳极表面形成一层黑色胶状物质。
步骤6、第二次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。所述第二次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为常压，升温至110℃，保温45min，然后自然冷却至室温。
实施例2
一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备包括如下步骤：
步骤1、氧化石墨烯水溶液制备：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.8g的浓硝酸钠和47ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入8g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为0.25g/L的氧化石墨烯悬浮液。
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为1.5g/L的碳纳米管溶液。
步骤2、清洗基材：将硅衬底作为基材，切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡48h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于130℃的温度下，烘烤30min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。其中，所述铬酐粗化液包括：锌粉10%、铬酐8%、铁氰化钾4%、磷酸2%、氟化钠1%、表面活性剂1%、余量为水。所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。所述锌粉为超细锌粉，其粒度为2.5～10μm；
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行电泳沉积，其中，沉积电压为80V；沉积时间15min，电极之间的相对距离为10cm，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；
步骤4、第一次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜。其中，所述第一次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，以20℃/min升温至320℃，保温1.5h，然后保持炉温以4℃/min下降，直至室温。
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，所述第二电泳沉积工艺：沉积电压20V，沉积时间30min，电极之间的相对距离为10cm在阳极表面形成一层黑色胶状物质。
步骤6、第二次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。其中，所述第二次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为常压，升温至102℃，保温60min，然后自然冷却至室温。
实施例3
一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备包括如下步骤：
步骤1、氧化石墨烯水溶液制备：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.8g的浓硝酸钠和47ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入8g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为2g/L的氧化石墨烯悬浮液。
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为4.5g/L的碳纳米管溶液。
步骤2、清洗基材：将硅衬底作为基材，切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡24h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于105℃的温度下，烘烤60min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。其中，所述铬酐粗化液包括：锌粉5%、铬酐4%、铁氰化钾2%、磷酸0.5%、氟化钠2%、表面活性剂0.5%、余量为水。所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。所述锌粉为超细锌粉，其粒度为2.5～10μm；
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行电泳沉积，其中，沉积电压为40V；沉积时间10min，电极之间的相对距离为10cm，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；
步骤4、第一次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜。其中，所述第一次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，以20℃/min升温至320℃，保温1.5h，然后保持炉温以4℃/min下降，直至室温。
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，所述第二电泳沉积工艺：沉积电压40V，沉积时间20min，电极之间的相对距离为30cm在阳极表面形成一层黑色胶状物质。
步骤6、第二次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。所述第二次干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，保持气氛炉内的气压为常压，升温至120℃，保温30min，然后自然冷却至室温。
实施例4
在实施例1的基础上，对乙炔黑溶液对碳纳米管吸附量进行研究，与实施例1的不同之处在于：在进一步实施例中，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂2.4g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。其余步骤和材料同实施例1。
实施例5
在实施例1的基础上，对乙炔黑溶液对碳纳米管吸附量进行研究，与实施例1的不同之处在于：在进一步实施例中，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂1.5g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。其余步骤和材料同实施例1。
实施例6
在实施例1的基础上，对乙炔黑溶液对碳纳米管吸附量进行研究，与实施例1的不同之处在于：在进一步实施例中，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂3.5g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。其余步骤和材料同实施例1。
实施例7
在实施例1的基础上，仅执行前步骤1至步骤4得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜，其余步骤和材料同实施例1。
检测例
对上述实例得到的复合薄膜的相关参数进行检测，具体的实验数据如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
通过上表，可以看出实施例1～4中的氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜，相较于单一的硅衬底基材其导热率都获得了一个质的提高，较氧化石墨烯-基材的复合薄膜也具有一定提高，而且具有较强的机械强度。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、电解液的配置：氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为0.25～2g/L的氧化石墨烯悬浮液；
碳纳米管溶液的制备，将碳纳米管加入到羧甲基纤维素钠和无水乙醇的混合液中超声分散，得到浓度为1.5～4.5g/L的碳纳米管溶液；
步骤2、清洗基材：将非金属基材切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；
步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行第二电泳沉积，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；
步骤4、第一次干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯-基材的复合薄膜；
步骤5、碳纳米的沉积：将上述氧化石墨烯-基材的复合薄膜作为阳极与电泳仪电源相连接，并以碳纳米管溶液作为电解液，进行第二次电泳沉积，在阳极表面形成一层黑色胶状物质；
步骤6、第二干燥、退火处理，将上述基材放入真空干燥箱烘干，从而得到氧化石墨烯/碳纳米管-基材的复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯需要经过预处理，去处理方法为：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.5～1g的浓硝酸钠和45～50ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入6～9g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。
3.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述基材为蓝宝石衬底、玻璃衬底、碳化硅衬底、硅/二氧化硅衬底中的一种。
4.根据权利要求3所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡24～48h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于105～130℃的温度下，烘烤30～60min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。
5.根据权利要求4所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述铬酐粗化液包括：所述铬酐粗化液包括：锌粉5～10%、铬酐4～8%、铁氰化钾2～4%、磷酸0.5～2%、氟化钠1～2%、表面活性剂0.5～1%、余量为水。
6.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一电泳沉积工艺：沉积电压40～80V，沉积时间10～15min，电极之间的相对距离为10～30cm；
所述第二电泳沉积工艺：沉积电压20～40V，沉积时间20～30min，电极之间的相对距离为10～30cm。
7.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3之后，在所述深棕色胶状物质的表面喷涂1.5～3g/L的乙炔黑溶液，然后执行步骤4。
8.根据权利要求1所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为羧基化的多壁碳纳米管。
9.一种基于权利要求1～8中任一项所述的石墨烯/碳纳米管散热薄膜的制备方法得到的基材-氧化石墨烯复合薄膜材料。
10.一种基于权利要求9中所述的基材-氧化石墨烯复合薄膜材料作为衬底在制备电学元件上的应用，其特征在于，在基材-氧化石墨烯复合薄膜材料的另一侧通过涂胶、刻蚀制备电学元件。
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