TW201325897A

TW201325897A - 奈米碳管複合膜的製備方法

Info

Publication number: TW201325897A
Application number: TW100150061A
Authority: TW
Inventors: Wei Xiong; Jia-Ping Wang; Kai-Li Jiang; Shou-Shan Fan
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-01
Also published as: US20130168598A1; US8834737B2; TWI461298B; CN103183328B; CN103183328A

Abstract

本發明提供一種奈米碳管複合膜的製備方法，包括：將一聚偏二氟乙烯溶解於一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；將一磁性顆粒分散於所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一懸濁液；將一奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中；將所述奈米碳管膜狀結構從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，該第一溶劑可溶於該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點；以及，將所述奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾，形成所述奈米碳管複合膜。

Description

奈米碳管複合膜的製備方法

本發明涉及一種奈米碳管複合膜的製備方法，尤其涉及一種具有高磁導率的奈米碳管複合膜的製備方法。

從1991年日本科學家飯島澄男首次發現奈米碳管（Carbon Nanotube, CNT）以來，以奈米碳管為代表的奈米材料以其獨特的結構和性質引起了人們極大的關注。近幾年來，隨著奈米碳管及奈米材料研究的不斷深入，其廣闊應用前景不斷顯現出來。例如，由於奈米碳管所具有的獨特的電磁學、光學、力學、化學性能等，使其在場發射電子源、超薄平面顯示器、陰極電極、生物感測器等領域具有廣泛的應用前景。

先前技術中提供了一種製備含奈米碳管的複合材料的方法，一般包括以下步驟：將一奈米碳管粉末、一磁性材料顆粒以及一聚合物粉末混合形成一混合物；以及，將所述混合物熱壓，從而形成所述含奈米碳管的複合材料。該含奈米碳管的複合材料具有一定的磁導率。然，由於所述奈米碳管粉末易於團聚，因此，在該製備過程中，需要長時間的機械攪拌，使該製備過程耗時較長。

有鑒於此，確有必要提供一種高效的製備奈米碳管複合膜的製備方法。

一種奈米碳管複合膜的製備方法，包括：將一聚偏二氟乙烯溶解於一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；將一磁性顆粒分散於所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一懸濁液；將一奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中，使部分懸濁液填充於奈米碳管膜狀結構中；將所述填充有懸濁液的奈米碳管膜狀結構從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，該第一溶劑可溶於該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點；以及，將所述奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾，形成所述奈米碳管複合膜。

相較先前技術，由於本發明中的奈米碳管膜狀結構為一整體的膜狀結構，故，該製備方法無需複雜且長時間的機械攪拌過程，而係通過將奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中，再將所述浸入懸濁液中的奈米碳管膜狀結構直接轉移到一第二溶劑中，並利用所述第二溶劑將聚偏二氟乙烯及磁性顆粒沉澱於所述奈米碳管膜狀結構的間隙中或奈米碳管膜狀結構的表面，最後獲得所述奈米碳管複合膜，故，該製備方法可以顯著提高製備該複合膜的效率。此外，由於奈米碳管膜狀結構中的第一溶劑可溶解於所述第二溶劑，故，可以顯著降低該奈米碳管膜狀結構中第一溶劑的含量，故，在烘乾的過程中，在較低的溫度下，可以快速的將所述奈米碳管膜狀結構中的第一溶劑和第二溶劑烘乾，進而進一步提高所述奈米碳管複合膜的製備效率。

下面將結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。

請參見圖1，本發明實施例提供一種奈米碳管複合膜的製備方法，包括：（S10），將一聚偏二氟乙烯溶解於一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；(S11)，將複數個磁性顆粒分散於所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一懸濁液；(S12)，將一奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中，使部分懸濁液填充於奈米碳管膜狀結構中；（S13），將所述奈米碳管膜狀結構連同填充於奈米碳管膜狀結構中的部分懸濁液從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，該第一溶劑與該第二溶劑互溶，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點；以及（S14），將所述奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾，形成所述奈米碳管複合膜。

步驟S10，將一聚偏二氟乙烯溶解於一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液。

首先，提供一第一溶劑，所述第一溶劑的種類不限，只要能溶解該聚偏二氟乙烯（PVDF）材料即可。該第一溶劑可以為N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亞碸（DMSO）、二甲基甲醯胺（DMF）、二甲基乙醯胺（DMAC）或其混合物。優選地，第一溶劑為極性有機溶劑。

將所述聚偏二氟乙烯溶解於所述第一溶劑中，形成所述聚偏二氟乙烯溶液。該聚偏二氟乙烯溶液的濃度小於等於10wt%。優選地，該聚偏二氟乙烯溶液的濃度為3wt%～8wt%。本實施例中，將所述聚偏二氟乙烯溶解於所述N-甲基吡咯烷酮中形成一聚偏二氟乙烯/N-甲基吡咯烷酮（PVDF/ NMP）溶液，其中，該PVDF/ NMP溶液的濃度為5wt%。所述第一溶劑的種類以及溶液的濃度的選擇與聚偏二氟乙烯有關，需確保使所述聚偏二氟乙烯完全溶解於所述第一溶劑。

步驟S11，將複數個磁性顆粒分散於所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一懸濁液。

首先，提供複數個磁性顆粒。所述磁性顆粒為具有一定磁性的鐵、鈷、鎳、錳、釩及其合金顆粒或氧化物顆粒。該磁性顆粒的粒徑為1奈米到100微米。優選地，該磁性顆粒的粒徑為10奈米到10微米。本實施例中，所述磁性顆粒為粒徑約為100奈米的磁性氧化鐵顆粒。

其次，將所述磁性顆粒通過超聲分散法或機械攪拌法均勻分散於所述聚偏二氟乙烯溶液溶液中，進而形成所述懸濁液。所述懸濁液中所述磁性顆粒的濃度不限，可以根據實際需要選擇。本實施例中採用超聲分散法分散10分鐘，使磁性顆粒均勻分散於聚偏二氟乙烯溶液溶液中。

步驟S12，將一奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中，使部分懸濁液填充於奈米碳管膜狀結構中。

首先，提供一奈米碳管膜狀結構，所述奈米碳管膜狀結構為一自支撐結構。所述自支撐為所述奈米碳管膜狀結構不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜狀結構置於（或固定於）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜狀結構能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜狀結構中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。所述奈米碳管膜狀結構由複數個奈米碳管組成，該複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密連接。該複數個奈米碳管無序或有序排列。所謂無序排列係指奈米碳管的排列方向無規則。所謂有序排列係指奈米碳管的排列方向有規則。

所述奈米碳管膜狀結構可以為多層層疊設置的奈米碳管拉膜。請參見圖2，所述奈米碳管拉膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列，所述擇優取向排列係指在奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。所述奈米碳管拉膜中每一奈米碳管與徑向方向相鄰的奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密相連並形成複數個間隙。當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管拉膜置於（或固定於）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管拉膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

具體地，所述奈米碳管拉膜包括複數個連續且定向排列的奈米碳管片段。該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段包括複數個相互平行的奈米碳管，該複數個相互平行的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。此外，由於該奈米碳管拉膜具有較大的比表面積，因此，該奈米碳管拉膜具有較大的黏性。

可以理解，由於所述奈米碳管膜狀結構中包括多層層疊設置的奈米碳管拉膜，且每層奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿一個方向擇優取向排列，因此，相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管間具有一交叉角度α。該奈米碳管膜狀結構中奈米碳管拉膜的層數不限，優選為100~1000層。此外，由於奈米碳管拉膜本身具有複數個間隙，故，由複數個奈米碳管拉膜層疊設置的該奈米碳管膜狀結構也具有複數個間隙。本實施例中，所述奈米碳管膜狀結構包括500層層疊設置的奈米碳管拉膜。該奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管基本沿同一方向延伸，且每一奈米碳管拉膜與相鄰的奈米碳管拉膜通過凡得瓦力緊密相連。

請參見圖3，所述奈米碳管拉膜為從一奈米碳管陣列中直接拉取獲得。該奈米碳管拉膜的製備方法，包括以下步驟：

步驟S111，提供一奈米碳管陣列。

所述奈米碳管陣列形成於一基底。該奈米碳管陣列由複數個奈米碳管組成。該複數個奈米碳管為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述奈米碳管的直徑為0.5~50奈米，長度為50奈米~5毫米。該奈米碳管的長度優選為100微米~900微米。本實施例中，該複數個奈米碳管為多壁奈米碳管，且該複數個奈米碳管基本上相互平行且垂直於所述基底，該奈米碳管陣列不含雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。所述奈米碳管陣列的製備方法不限，可參見台灣專利公告第TW I303239號。優選地，該奈米碳管陣列為超順排奈米碳管陣列。

步驟S112，採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一奈米碳管拉膜。

採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列中選定一奈米碳管片段，本實施例優選為採用具有一定寬度的膠帶或黏性基條接觸該奈米碳管陣列以選定具有一定寬度的一奈米碳管片段；以一定速度拉伸該選定的奈米碳管，該拉取方向沿基本垂直於奈米碳管陣列的生長方向。從而形成首尾相連的複數個奈米碳管片段，進而形成一連續的奈米碳管拉膜。在上述拉伸過程中，該複數個奈米碳管片斷在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡得瓦力作用，該選定的複數個奈米碳管片斷分別與其他奈米碳管片斷首尾相連地連續地被拉出，從而形成一奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜為定向排列的複數個奈米碳管束首尾相連形成的具有一定寬度的奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜中奈米碳管的排列方向基本平行於該奈米碳管拉膜的拉伸方向。

製備出複數個奈米碳管拉膜後，進一步包括將製備出的複數個奈米碳管拉膜層疊鋪設以形成所述奈米碳管膜狀結構。具體地，可以先將一奈米碳管拉膜覆蓋至一框架上，再將另一奈米碳管拉膜覆蓋至先前的奈米碳管拉膜表面，如此反復多次，即可在該框架上鋪設多層奈米碳管拉膜。該多層奈米碳管拉膜中相鄰奈米碳管拉膜中的奈米碳管可沿不同的方向延伸，也可沿相同的方向延伸。本實施例中，所述多層奈米碳管拉膜中相鄰奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿同一方向延伸。

可以理解，所述奈米碳管膜狀結構也可以選奈米碳管碾壓膜或奈米碳管絮化膜。

所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管，該奈米碳管無序，沿同一方向或不同方向擇優取向排列。請參見圖4，優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管基本沿同一方向延伸且平行於該奈米碳管碾壓膜的表面。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互交疊，從而使所述奈米碳管碾壓膜的表面較為粗糙。所述奈米碳管碾壓膜中奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引並形成複數個間隙。該奈米碳管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述奈米碳管碾壓膜及其製備方法請參見台灣發明專利公告第TW I334851號。

請參見圖5，所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管。該奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞形成網狀結構，從而使所述奈米碳管絮化膜的表面較為粗糙。所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管為均勻分佈，無規則排列。所述奈米碳管絮化膜及其製備方法請參見台灣發明專利公告第TW I342864號。

可以理解，獲得所述奈米碳管膜狀結構以後，將所述奈米碳管膜狀結構浸沒入所述懸濁液中，使所述懸濁液充分進入所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管之間的間隙中。本實施例中，奈米碳管膜狀結構包括500層層疊設置的奈米碳管拉膜，將該奈米碳管膜狀結構浸沒入所述懸濁液溶液中，使所述懸濁液進入相鄰的奈米碳管拉膜之間的間隙以及每一奈米碳管拉膜中奈米碳管之間的間隙中。

步驟S13，將所述奈米碳管膜狀結構連同填充於奈米碳管膜狀結構中的部分懸濁液從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，該第一溶劑與該第二溶劑互溶，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點。

由於奈米碳管膜狀結構具有一定的自支撐性，故，可以通過一簡單的挾持工具，如鑷子等，將所述奈米碳管膜狀結構從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑中。本實施例中，採用鑷子夾起奈米碳管膜狀結構的一角之後，將奈米碳管膜狀結構從懸濁液緩慢取出，轉移至第二溶劑中。可以理解，也可以採用濾網等工具將奈米碳管膜狀結構從懸濁液濾出之後，轉移至第二溶劑中。

所述第二溶劑的選擇應使所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶的溶劑，同時，第一溶劑可溶解於第二溶劑或該第一溶劑與第二溶劑可以互溶，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點。優選的，所述第二溶劑的選擇應使所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶的溶劑，同時，使該第一溶劑在第二溶劑的溶解度大於該聚偏二氟乙烯在第一溶劑的溶解度，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點。該第二溶劑選自沸點小於等於100℃的溶劑（標準狀態下），如水、乙醇、丙酮、氯仿及其混合物等。本實施例中，所述第二溶劑為水。

將所述奈米碳管膜狀結構從所述懸濁液中轉移到所述第二溶劑，由於所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，且第一溶劑易溶於第二溶劑，故，奈米碳管膜狀結構中填充的懸濁液中的聚偏二氟乙烯會從所述第一溶劑中析出並複合於所述奈米碳管膜狀結構之間的間隙或奈米碳管膜狀結構的表面。另外，在該聚偏二氟乙烯從所述第一溶劑析出的過程中，該奈米碳管膜狀結構中的磁性顆粒也會跟隨該聚偏二氟乙烯沉澱於所述奈米碳管膜狀結構之間的間隙或奈米碳管膜狀結構的表面。此外，由於該第一溶劑能溶解於第二溶劑，故，該第一溶劑會充分擴散到第二溶劑中，從而顯著降低該奈米碳管膜狀結構中第一溶劑的含量，使該奈米碳管膜狀結構之間的間隙主要填充第二溶劑、磁性顆粒和聚偏二氟乙烯。本實施例中，將浸入懸濁液中的奈米碳管膜狀結構轉移到水中，由於所述聚偏二氟乙烯難溶於水，且該聚偏二氟乙烯在所述NMP的溶解度小於N-甲基吡咯烷酮在水中的溶解度，故，該N-甲基吡咯烷酮會溶解於水中，從而使該聚偏二氟乙烯從所述N-甲基吡咯烷酮中析出並與所述500層層疊設置的奈米碳管拉膜複合。另外，該氧化鐵顆粒也會沉澱於所述奈米碳管膜狀結構之間的間隙或奈米碳管膜狀結構的表面。此外，該N-甲基吡咯烷酮會充分擴散到水中，使該500層層疊設置的奈米碳管拉膜中主要填充水、氧化鐵顆粒和聚偏二氟乙烯，進而使該500層層疊設置的奈米碳管拉膜中的N-甲基吡咯烷酮的含量較低。

此外，由於本案中的奈米碳管膜狀結構具有較小的厚度，小於1毫米，故，該第二溶劑可以完全進入到所述奈米碳管膜狀結構中。然，當奈米碳管膜狀結構具有較大的厚度時，如，大於1毫米，當該奈米碳管膜狀結構轉移第二溶劑時，所述聚偏二氟乙烯會從所述第一溶劑中析出，並覆蓋在所述奈米碳管膜狀結構的表面，使該第二溶劑難以進一步進入所述奈米碳管膜狀結構中，從而使該奈米碳管膜狀結構中會含有較高含量的第一溶劑。

步驟S14，將所述奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾，形成所述奈米碳管複合膜。

可以理解，由於所述奈米碳管膜狀結構中高沸點的第一溶劑的含量較低，而低沸點的第二溶劑的含量較高，故，可以在較低的溫度下，快速的將所述奈米碳管膜狀結構中的第一溶劑和第二溶劑烘乾，從而獲得所述奈米碳管複合膜。此外，在該奈米碳管膜狀結構中，該第一溶劑溶解在第二溶劑中所形成的混合溶劑的沸點也低於第一溶劑，故，可以進一步減少烘乾所用的時間，並有利於節約能源。本實施例中，將所述500層層疊設置的奈米碳管拉膜從水溶液中取出，在100℃的條件下烘乾0.5-1小時，就可以獲得所述奈米碳管複合膜。

此外，所述將奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾的步驟還可以在真空環境下進行。在真空環境下，所述奈米碳管膜狀結構中的第一溶劑和第二溶劑的沸點可以得到顯著的降低，從而使該第一溶劑及第二溶劑更加容易地從所述奈米碳管膜狀結構中揮發，進一步減少烘乾的時間。

此外，在烘乾結束後，還可以進一步包括對所述奈米碳管複合膜進行進一步熱壓的步驟。該熱壓的步驟可以提高所述奈米碳管複合膜的密度及機械性能。

由本發明實施例製備得到的奈米碳管複合膜。該奈米碳管複合膜由一奈米碳管膜狀結構、複數個磁性顆粒以及一聚偏二氟乙烯複合而成。所述奈米碳管複合膜中，奈米碳管的質量百分含量約為1%-30%，磁性顆粒的質量百分含量約為1%-30%，聚偏二氟乙烯的質量百分含量約為40%-98%。優選地，奈米碳管的質量百分含量約為10%-30%，磁性顆粒的質量百分含量約為10%-30%，聚偏二氟乙烯的質量百分含量約為40%-70%。

所述奈米碳管膜狀結構包括複數個相互層疊設置的奈米碳管膜。本實施例中，所述奈米碳管膜狀結構包括500層相互層疊設置的奈米碳管拉膜。該奈米碳管膜狀結構中，每一奈米碳管膜與相鄰的奈米碳管膜之間通過凡得瓦力緊密連接並形成複數個間隙。每一奈米碳管膜包括複數個沿同一方向延伸的奈米碳管。每一奈米碳管與延伸方向相鄰的奈米碳管之間通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管與徑向方向相鄰的奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密相連並形成複數個間隙。每一奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向與相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向形成一0度到90度交叉角，可以為15度，30度，40度或85度。本實施例中，每一奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向與相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向形成一0度交叉角，即，該奈米碳管膜狀結構中的奈米碳管均沿同一方向延伸。

所述磁性顆粒均勻分散於所述奈米碳管膜狀結構中及奈米碳管膜狀結構的表面。具體地，所述磁性顆粒均勻分散於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管膜之間的間隙中及每一奈米碳管膜中相鄰的奈米碳管之間的間隙。進一步地，所述磁性顆粒均勻吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面。所述磁性顆粒為具有一定磁性的鐵、鈷、鎳、錳、釩及其合金顆粒或氧化物顆粒。該磁性顆粒的粒徑為1奈米到100微米。優選地，該磁性顆粒的粒徑為10奈米到10微米。本實施例中，所述磁性顆粒為粒徑為100奈米左右的磁性氧化鐵顆粒。

部分聚偏二氟乙烯填充於所述奈米碳管膜狀結構中，具體地，部分聚偏二氟乙烯填充於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管膜之間的間隙及每一奈米碳管膜中奈米碳管之間的間隙中，所述填充於所述奈米碳管膜狀結構中的聚偏二氟乙烯連續且均勻分佈。進一步地，該聚偏二氟乙烯吸附於所述奈米碳管膜狀結構中奈米碳管的表面及磁性顆粒的表面。部分聚偏二氟乙烯覆蓋於所述奈米碳管膜狀結構的表面。具體地，覆蓋在所述奈米碳管膜狀結構的表面上的聚偏二氟乙烯連續且均勻分佈，從而形成一層狀結構。所述層狀結構的厚度約為10奈米到100微米。優選的，所述層狀結構的厚度約為10微米到100微米。

由於所述奈米碳管複合膜中的磁性材料及聚偏二氟乙烯均勻分佈在所述奈米碳管膜狀結構的間隙和表面，故，該奈米碳管複合膜具有較高的磁導率。此外，由於所述奈米碳管複合膜中的奈米碳管定向排列，故，該奈米碳管複合膜沿奈米碳管延伸方向具有較高的磁導率。另，該奈米碳管複合膜為一宏觀的平面狀結構，故，可以方便的應用於複數個領域。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

圖1 為本發明實施例提供的製備奈米碳管複合膜的流程圖。

圖2 為本發明實施例提供的製備所述奈米碳管複合膜的方法中所採用的奈米碳管拉膜的SEM照片。

圖3 為本發明實施例製備所述奈米碳管複合膜的方法中從奈米碳管陣列拉取奈米碳管拉膜的示意圖。

圖4 為本發明實施例提供的製備所述奈米碳管複合膜的方法中所採用的奈米碳管碾壓膜的SEM照片。

圖5 為本發明實施例提供的製備所述奈米碳管複合膜的方法中所採用的奈米碳管絮化膜的SEM照片。

無

Claims

一種奈米碳管複合膜的製備方法，其包括：
將一聚偏二氟乙烯溶解於一第一溶劑形成一聚偏二氟乙烯溶液；
將一磁性顆粒分散於所述聚偏二氟乙烯溶液中形成一懸濁液；
將一奈米碳管膜狀結構浸入所述懸濁液中，使部分懸濁液填充於奈米碳管膜狀結構中；
將所述填充有懸濁液的奈米碳管膜狀結構從所述懸濁液中轉移到一第二溶劑，所述聚偏二氟乙烯微溶或難溶於所述第二溶劑，該第一溶劑可溶於該第二溶劑，且該第二溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點；以及，
將所述奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾，形成所述奈米碳管複合膜。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述第一溶劑在第二溶劑的溶解度大於該聚偏二氟乙烯在第一溶劑的溶解度。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述第一溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺或其混合物。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述聚偏二氟乙烯溶液的濃度為3wt%～8wt%。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述第二溶劑的沸點小於等於100℃。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述第二溶劑為水、乙醇、丙酮、氯仿或其混合物。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述磁性顆粒為鐵、鈷、鎳、錳、釩及其合金顆粒或氧化物顆粒。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述磁性顆粒的粒徑為1奈米到100微米。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述奈米碳管膜狀結構包括多層層疊設置的奈米碳管膜，且相鄰的奈米碳管膜之間通過凡得瓦力緊密相連。
如申請專利範圍第9項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，每一奈米碳管膜包括複數個基本沿同一方向延伸的奈米碳管，且每一奈米碳管與在延伸方向相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。
如申請專利範圍第1項所述的奈米碳管複合膜的製備方法，其中，所述將奈米碳管膜狀結構從所述第二溶劑中取出並烘乾的步驟在真空環境下進行。