[发明专利]一种制备图案化石墨烯薄膜的方法及石墨烯薄膜

权利要求书

1.一种制备图案化石墨烯薄膜的方法，其特征在于，包括：

在衬底上形成预定图案的氧化石墨烯溶液的浸润区，并在所述衬底上的浸润区之外的区域形成氧化石墨烯溶液的不浸润区；

在所述衬底上涂覆氧化石墨烯溶液，以在所述氧化石墨烯溶液的浸润区形成氧化石墨烯薄膜；

对所述氧化石墨烯薄膜进行还原处理，得到所述预定图案的石墨烯薄膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述在衬底上形成预定图案的氧化石墨烯溶液的浸润区，并在所述衬底上的浸润区之外的区域形成氧化石墨烯溶液的不浸润区，具体包括：

在衬底上形成所述预定图案的保护层；

在所述衬底上未被所述保护层覆盖的区域形成氧化石墨烯溶液的不浸润区；

去除所述衬底上的所述保护层，得到所述预定图案的氧化石墨烯溶液的浸润区。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护层为光刻胶层或聚甲基丙烯酸甲酯层，所述在衬底上形成预定图案的保护层是：将光刻胶或聚甲基丙烯酸甲酯在所述衬底上旋涂成膜，然后通过刻蚀处理，得到预定图案的保护层。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底上未被所述保护层覆盖的区域形成氧化石墨烯溶液的不浸润区，具体为：将所述衬底置于预定压力和预定温度的氟硅烷气体中，通过氟硅烷分子在所述衬底上未被所述保护层覆盖的区域自组装形成一膜层，所述膜层为氧化石墨烯溶液的不浸润区。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底上涂覆氧化石墨烯溶液，以在所述氧化石墨烯溶液的浸润区形成氧化石墨烯薄膜为：

将氧化石墨烯溶液通过旋涂方式涂覆于所述衬底上，以在所述氧化石墨烯溶液的浸润区形成液态氧化石墨烯薄膜，并在旋涂过程中利用切向力的作用，甩掉所述氧化石墨烯溶液的不浸润区的石墨烯溶液；

将涂覆有所述氧化石墨烯溶液的所述衬底烘干，得到所述预定图案的氧化石墨烯薄膜。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

进一步通过将所述衬底置于肼蒸汽中进行所述还原处理，得到所述预定图案的石墨烯薄膜。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述氧化石墨烯溶液按照以下步骤制备：

按照每11.75ml的浓度98％的硫酸溶液中加入1g石墨、0.25g硝酸钠和1.5g高锰酸钾的配比，得到反应液；

在温度0～10℃下搅拌所述反应液至第一预定时间，以及在温度为30～100℃下继续搅拌所述反应液至第二预定时间；

然后，用去离子水将所述反应液稀释后再加入双氧水，过滤后得到滤液；

再利用去离子水对所述滤液进行充分洗涤直至所述滤液中无SO₄^2-；

然后，经上述处理后的滤液按预定比例，超声分散在去离子水或有机溶剂中，得到相应浓度的氧化石墨烯溶液。

8.一种具有预定图案的石墨烯薄膜，其特征在于，所述石墨烯薄膜根据如权利要求1至7任一项所述的方法制备。