[发明专利]一种转移和清洗石墨烯薄膜的方法

权利要求书

1.一种转移和清洗石墨烯薄膜的方法，采用电化学方法剥离石墨烯薄膜，其特征在于，剥离得到石墨烯薄膜后，向所用电解液中加入润湿剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润湿剂选自表面张力小并能与水混溶的溶剂、表面活性剂中的一种或至少两种的组合，优选为乙醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇200-400、二甲基亚砜、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或至少两种的组合，进一步优选为乙醇、甘油、十二烷基苯磺酸钠、苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷类和二甲基硅油类中的一种或至少两种的组合；

优选地，以电解液的质量计，所述润湿剂的加入量为0.05-30wt％，优选0.05-10wt％，进一步优选0.05-5wt％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在生长于金属基体上的石墨烯薄膜的表面形成保护层；

(2)向电解液施加电压，将涂有保护层的石墨烯薄膜从金属基体上剥离；

(3)向步骤(2)所述电解液中加入润湿剂，得到涂有保护层的石墨烯薄膜；

(4)用清洗液清洗步骤(3)得到的涂有保护层的石墨烯薄膜；

(5)将步骤(4)得到的涂有保护层的石墨烯薄膜转移至目标基板上，烘烤；

(6)去除石墨烯薄膜表面的保护层；

(7)用掺杂剂对石墨烯薄膜进行掺杂。

4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的保护层为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙基丙烯酸甲酯、聚丙基丙烯酸甲酯、聚异丁基丙烯酸甲酯、聚二苯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和天然橡胶中的一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的电解液的电解质为强电解质和/或弱电解质中的一种或至少两种的组合，优选过硫酸铵、过硫酸钾和硝酸中的一种或至少两种的组合；所述电解液优选电解质的水溶液；

优选地，步骤(2)所述的电压为1V-60V，优选5V-15V。

6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的清洗液为酸性溶液，所述酸性溶液含有酸、氧化剂、水；优选H₂SO₄-H₂O₂-H₂O的组合，HNO₃-H₂O₂-H₂O的组合，HCl-HClO₄-H₂O的组合、HCl-H₂O₂-H₂O的组合；进一步优选HCl-H₂O₂-H₂O组成的酸性混合溶液；所述酸、氧化剂和水的体积比依次为1∶1∶30-1∶2∶8，优选1∶1∶28-1∶1∶8；

优选地，步骤(4)所述的清洗液为碱性溶液，所述碱性溶液含有碱、氧化剂、水；优选NH₄OH-H₂O₂-H₂O的组合，NaOH-H₂O₂-H₂O的组合，KOH-H₂O₂-H₂O的组合；进一步优选NH₄OH-H₂O₂-H₂O的碱性混合溶液；所述碱、氧化剂和水的体积比依次为1∶1∶40-1∶1∶5，优选1∶1∶10-1∶1∶30；

步骤(4)所述的清洗步骤为酸性溶液清洗和/或碱性溶液清洗，优选先进性酸性溶液清洗，后进行碱性溶液清洗。

7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述烘烤的温度为40℃-200℃，优选45℃-180℃，进一步优选80℃-180℃；所述烘烤时间大于20min，优选20min-2h，最优选40min-1h。