一种碳纤维碳纳米管基复合电热薄膜的制备方法及其薄膜

专利主权项内容

1.一种碳纤维碳纳米管基复合电热薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：碳纤维预处理：首先将碳纤维浸泡在丙酮中，浸泡时间为10~20min；将浸泡后的碳纤维放入去离子水中进行超声清洗，对超声清洗后的碳纤维进行干燥处理，控制干燥温度为室温至100℃，并保持干燥时间为1~4h；S2：碳纤维薄膜的构建：将步骤S1得到的碳纤维配置成碳纤维溶液，碳纤维溶液中碳纤维体积分数为5~35%，溶液中溶剂为丙酮，然后进行超声分散，将配置好的碳纤维溶液进行真空抽滤，得到厚度为200~1000 μm的碳纤维薄膜；S3：碳纤维薄膜表面浸渍催化剂：准备含有催化剂的溶液，选择催化剂为金属盐类，催化剂浓度控制在0.1~3 mol/L；将S2得到的碳纤维薄膜浸泡在催化剂溶液中，将浸泡后的碳纤维薄膜取出并干燥，得到负载催化剂的碳纤维薄膜；控制干燥的温度为室温至150℃，干燥时间为1~5h；S4：化学气相沉积原位构建碳纤维碳纳米管薄膜：在室温条件下，将S3得到的负载催化剂的碳纤维薄膜放入反应室中，用真空泵抽取反应室内的空气直至反应室的真空度1~5Torr，然后逐渐升温至反应温度，反应温度为500~1000 ℃，升温速率为1~10℃/min；温度升温至反应温度后，供应含有碳源的反应气体，控制气体流量为0.1~10L/min，控制气体的压力为1~10 Torr，并保持反应时间为30~120min，使碳纤维上原位生长出碳纳米管，然后随炉冷却得到碳纤维碳纳米管薄膜；S5：聚苯胺溶液的配置：准备溶剂和聚苯胺原料，保持聚苯胺与溶剂的质量比例为1 : 10~1 : 100，将聚苯胺加入溶剂中，通过搅拌设备进行充分的搅拌，直至聚苯胺完全溶解，控制搅拌的速度为500~2000r/min，并保持搅拌时间为30~60min，调控溶液的黏度为5~50厘泊；S6：碳纤维碳纳米管基复合电热薄膜的制备：将S4得到的碳纤维碳纳米管薄膜与S5中配置好的聚苯胺溶液进行在真空抽滤，然后放置于室温条件下进行干燥，控制干燥的温度在室温至200 ℃之间，并保持干燥的时间为2~4h，使聚苯胺溶液固化形成薄膜碳纤维碳纳米管基复合电热薄膜；S7：碳纤维碳纳米管基电热薄膜进行热处理：对干燥后的碳纤维碳纳米管复合电热薄膜进行热处理，以增加聚苯胺与碳纤维和碳纳米管之间的界面结合；控制热处理的温度为100~200 ℃，热处理时间为1~4h；随后对薄膜进行冷却处理。