碳纳米管基薄膜材料报告引言：碳纳米管是典型的一维纳米材料，自1991年被发现以来，由于其优秀的力学性能、电学特性、极高的热导率、良好的热稳定性和化学稳定性等特点，都使其在纳米构造及功效复合材料、场效应晶体管、透明电极、锂离子电池、超级电容器等诸多领域中含有广阔的应用前景，受到人们的广泛关注。其含有特异的物理和化学性能，是由石墨层片卷曲后形成的无缝管，在范德华力作用下可形成2种不同的晶体构造：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。研究表明，只有将碳纳米管组装成宏观材料，如薄膜，才干充足发挥碳纳米管的优越性能，实现其潜在应用。因此，如何持续制备碳纳米管薄膜并保持单根碳纳米管的优良性能就成为了科学界和产业界人士的共同梦想。单壁碳纳米管多壁碳纳米管一、制备办法碳纳米管能够通过电弧法、化学气相沉积法和激光烧蚀法等办法直接在多个衬底上生长。在实际应用上，需将碳纳米管在低温状况下沉积到诸如ITO玻璃、柔性透明薄膜上以实现大面积制备。这种需求能够通过溶液法将碳纳米管沉积到衬底上来实现场致电子发射的冷阴极也能够通过溶液法制备。但碳纳米管和衬底间的附着力较差，从而成为妨碍溶液法制备均匀碳纳米管薄膜的一种核心问题。为了克服此缺点，在沉积碳纳米管之前，需要在衬底上覆盖一层缓冲层来提高碳纳米管与衬底之间的粘附性。现在制备碳纳米管薄膜的办法有诸多，重要有：化学气相沉积法、电泳沉积法、电弧放电法、浇铸法、层-层吸附自组装法、电化学沉积法、自组装成膜法、浸渍涂布法、改性表面吸附法、过滤-转移法和LB技术等办法。但是这些办法在制备过程中需要高温作用、表面活性剂、催化剂，设备昂贵，制备过程较为复杂。因此本文重要介绍一种由喷涂和旋涂相结合的办法，在优化工艺参数的条件下，能够制备出透明导电碳纳米管薄膜，成本低廉，制备工艺简洁，为其在场发射器件、透明导电薄膜、电磁屏蔽材料等方面的应用提供了有效的理论根据。1.碳纳米管溶液的制备取20mg碳纳米管，溶于100mL无水乙醇中，在室温下，置于超声波清洗器中（通冷却循环水）分散24h，得到高浓度的分散均匀的碳纳米管溶液，分别配备成不同浓度（0.008、0.010、0.012、0.014mg/mL）的碳纳米管溶液，待用。2.碳纳米管薄膜的制备用去离子水、丙酮（分析纯）、无水乙醇（分析纯）依次清洗石英基片，然后在真空干燥箱中烘干备用；用手持式喷雾器将碳纳米管分散液喷洒在石英玻璃衬底上（或采用匀胶机对其进行旋涂），待分散剂自然挥发干燥后，再进行第二层喷涂（或旋涂），如此重复多次，得到不同厚度的碳纳米管薄膜。3.碳纳米管薄膜的表征碳纳米管的透射电镜测试：JEM-F型高分辨率透射电子显微镜.薄膜的导电性能测试：RTS-8型四探针电阻测试仪.薄膜的透光率测试：UV-2550型紫外可见分光光度计.二、实验原理旋转涂膜是在衬底旋转时运用离心力的作用成膜的。影响薄膜性能的溶液性质重要是流变性能和表面张力，如溶液的粘度、浓度、触变性和表面张力等。影响薄膜厚度的因素也比较复杂。Emslie，Bonner和Pecr等人认为，在简化条件后，薄膜厚度h和旋转时间t存在以下关系:积分后得：式中：ρ为溶液密度，ω为旋转角速度，η为溶液粘度；h0为初始薄膜厚度。积分后式子成立的前提是保持K为常数。但随着涂膜时间增加，溶剂挥发必然造成密度和粘度的增大，式(2)便不再成立。在旋转涂膜的后期，溶剂挥发带来的影响将成为决定薄膜厚度的重要因素。三．薄膜测试与分析1.碳纳米管溶液及碳纳米管薄膜碳纳米管细长而纯净，没有发现铁颗粒，该碳纳米管的石墨层基本与其轴向平行，有较好的石墨化构造，这样的构造就有助于构成电子通道，用此碳纳米管制备的薄膜同样含有这样的构造，纳米管束之间互相交错，构成四通八达的通道使电子能够较顺利的流通，使其导电成为可能.碳纳米管的透射电子显微镜图石英基片和碳纳米管薄膜50nmmmm10nm由图得知，用去离子水、丙酮、无水乙醇依次清洗石英基片，能够洗掉石英基片表面的灰尘和油污。通过喷涂或旋涂，待无水乙醇挥发后，能够得到均匀的碳纳米管薄膜。2.制备办法与薄膜厚度对薄膜电阻的影响在40℃时，碳纳米管溶液的浓度取0.014mg/mL，采用喷涂...
