[发明专利]一种光照还原有机薄膜制备石墨烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其涉及一种光照还原有机薄膜制备石墨烯的方法。

背景技术

近些年来，新型二维纳米材料成为科学研究的热点，其中，在2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(AndreK.Geim)等人发现的石墨烯材料，具有大的表面积，极高的电子迁移率，优异的机械强度和导热性能，独特的光电性质等特性，使其成为碳材料、纳米技术、功能材料、能源材料和存储器件领域关注的焦点。

现阶段常用的石墨烯制备方法为化学还原法制备石墨烯，该方法制备出的石墨烯易发生团聚而难以分散，由于存在范德华力的相互作用，具有高比表面积的石墨烯趋于形成不可逆的结块。

而光照还原制备石墨烯方法是另一种有效的制备石墨烯的方法，但是现阶段利用光照还原方式仍需要繁琐的制备步骤，通常需要先选择适当衬底，在衬底上旋涂氧化石墨烯溶液，待溶液凝结成膜或块状物后再对固态的氧化石墨烯进行还原，制备步骤较为复杂，实验操作相对繁琐，并且氧化石墨烯溶液成本较高。

因此，寻求一种操作简单、低成本、能够大面积制备石墨烯的方法成为一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种光照还原有机薄膜制备石墨烯的方法，操作简单，可低成本制备大面积石墨烯材料。

本发明提供一种光照还原有机薄膜制备石墨烯的方法，包括：

采用激光光源对酰亚胺基有机高分子薄膜材料进行辐照，在所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料表面得到石墨烯。

优选地，所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料包括：聚酰亚胺薄膜或聚醚酰亚胺薄膜。

优选地，所述激光光源的波长范围为200nm-10.6μm。

优选地，所述激光光源采用线性扫描的方式对所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料进行辐照。

优选地，所述激光光源的扫描速度的取值范围为1cm/s-8cm/s。

优选地，所述激光光源以预设角对所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料进行曝光，所述预设角为所述激光光源的照射方向与所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料所在平面的夹角。。

优选地，所述激光光源的曝光面积的取值范围为1cm×1cm-5cm×5cm。

优选地，所述激光光源固定在二轴移动平台上，以使所述激光光源在与所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料平行的平面内移动。

优选地，采用激光光源按照预设的图形在与所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料平行的平面内移动，并对所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料进行辐照，在所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料表面得到具有所述预设的图形的石墨烯。

优选地，将波长范围为200nm-10.6μm的激光光源固定于所述二轴移动平台上，使所述激光光源按照预设的图形在与所述聚酰亚胺薄膜或聚醚酰亚胺薄膜平行的平面内移动，并对所述聚酰亚胺薄膜或聚醚酰亚胺薄膜进行辐照，在所述聚酰亚胺薄膜或聚醚酰亚胺薄膜表面得到具有所述预设的图形的石墨烯。

由上述技术方案可知，本发明的石墨烯制备方法，采用激光光源对酰亚胺基有机高分子薄膜材料进行辐照，在所述酰亚胺基有机高分子薄膜材料表面得到石墨烯。由此，可低成本制备大面积石墨烯材料，操作简单易行。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的石墨烯样品实物图；

图2为图1中石墨烯样品的扫描电子显微镜图像；

图3为图1中石墨烯样品的拉曼光谱图；

图4为本发明实施例提供的石墨烯样品的扫描电子显微镜图像；

图5为本发明实施例提供的石墨烯样品X射线光电子能谱分析图像。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

将固体激光器固定在二轴移动平台上，使得固体激光器可以在XY平面内自由移动，移动路径可以由电脑端上位机控制；

将聚酰亚胺薄膜放置在固体激光器正下方，调节激光功率为200mW，激光波长为450nm，激光光斑为100μm，扫描面积为1cm×1cm，扫描速度为3cm/s，可以在黄色的聚酰亚胺薄膜表面得到被还原的黑色多孔石墨烯结构。