[发明专利]一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、不锈钢基底的处理：将不锈钢基底表面的氧化膜去除后，依次用丙酮和蒸馏水去污清洗；接着，将其表面加工为阵列式凸凹结构；

B、三维石墨烯的制备：

B1、铜箔衬底处理：将铜箔衬底在冰醋酸中浸泡30min，除去表面的氧化膜；

B2、化学气相沉积法制备三维石墨烯：将铜箔衬底放入管式炉中反应，反应分为三个阶段：

升温阶段：将温度升高到900～1000℃后通入Ar和H₂，通入气体流量分别为10～30sccm和40～50sccm，时间为40min；

生长阶段：向反应炉中通入CH₄和H₂，通入气体流量均为10～15sccm，反应温度为1000℃；

降温阶段：向反应炉中再次通入Ar和H₂后逐步降温至室温，通入气体流量均为10～50sccm；

C、三维石墨烯的转移：

C1、从反应炉中取出步骤B2制得的表面具有三维石墨烯的铜箔衬底，在三维石墨烯表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯，并于150℃固化；

C2、以1mol/L的刻蚀剂将铜箔衬底完全刻蚀，然后，用去离子水将刻蚀后的复合聚甲基丙烯酸甲酯的三维石墨烯反复浸泡清洗，除去剩余刻蚀剂；

C3、将复合聚甲基丙烯酸甲酯的三维石墨烯覆盖在步骤A中制得的不锈钢基底表面，用氮气吹干表面水分并置于室温下干燥；

D、聚甲基丙烯酸甲酯层的去除：

在350℃真空热处理条件下，通过热降解除去复合在三维石墨烯表面的聚甲基丙烯酸甲酯层。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤A中所述阵列式凸凹结构是通过激光将不锈钢基底表面刻蚀出三维微柱阵列，微柱高度为10μm，直径为40μm，微柱间距为40～200μm。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法，其特征在于：所述微柱间距为40μm。