[发明专利]利用多孔阳极氧化铝为模板化学气相沉积制备石墨烯纳米孔阵列的方法

权利要求书

1.一种制备石墨烯纳米孔阵列的方法，包括以下步骤：

1)将碳源溶液涂敷在多孔阳极氧化铝模板的表面；

2)将步骤1)所获得的表面涂有碳源的多孔阳极氧化铝模板压在金属基底表面，剥离所述多孔阳极氧化铝模板，使碳源保留在所述金属基底表面并使碳源保留与所述多孔阳极氧化铝模板表面一致的图案；

3)将步骤2)所获得的金属基底于氢气和氩气的混合气流下进行退火处理，将碳源转变为石墨烯纳米孔阵列。

2.如权利要求1所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述的多孔阳极氧化铝模板是指通过高纯铝阳极氧化得到的纳米孔阵列结构。

3.如权利要求2所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述纳米孔阵列结构中，孔径为10-300nm；孔与孔之间的孔壁宽度为10-500nm。

4.如权利要求1所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的碳源溶液为含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、稠环芳烃和多溴代苯中的一种或多种的溶液。

5.如权利要求4所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述稠环芳烃选自萘、蒽、菲、芘、苝和六苯并苯。

6.如权利要求1所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的金属基底选自铜、镍及铜镍合金块体和薄膜基底。

7.如权利要求1所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的退火处理，是指将基底的温度升高到300-1300℃，保温20-120分钟；所述氢气和氩气的流量比例为1∶5～1∶20。

8.如权利要求1-7中任一所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于：

当需要进一步减小所获得的石墨烯纳米孔阵列的孔径时，通过石墨烯的化学气相沉积制备工艺在步骤3)所获得的石墨烯纳米孔阵列的孔边缘继续生长石墨烯，使孔径逐步减小，孔壁增加；

当需要进一步增大所获得的石墨烯纳米孔阵列的孔径时，在步骤3)所获得的石墨烯纳米孔阵列基础上，进一步通入氢气促进石墨烯纳米孔阵列的孔边缘原子与氢气反应刻蚀，使孔径逐步增加，孔壁减小。

9.如权利要求8所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于：

所述石墨烯的化学气相沉积制备工艺为：在步骤3)所获得的石墨烯纳米孔阵列基础上，通入碳源促进石墨烯纳米孔阵列的孔边缘的生长。

所述反应刻蚀的条件为：将步骤3)所获得的石墨烯纳米孔阵列在温度为900-1300℃下，通入氢气和氩气的混合气体；其中：氢气和氩气流量比例为1∶5～1∶100，气体总流量为100sccm到500sccm。

10.如权利要求9所述的制备石墨烯纳米孔阵列的方法，其特征在于：所述石墨烯的化学气相沉积制备工艺中，所述碳源为甲烷、氢气和氩气的混合气体。