[发明专利]一种快速剥离氧化石墨烯抽滤膜并转移到衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速剥离氧化石墨烯抽滤膜并转移到衬底的方法。属于氧化石墨烯抽滤膜快速剥离和转移的技术领域。

背景技术

随着石墨烯的发现，其优异的电学性质、力学性质、热学性质和磁学性质引起了人们的广泛关注。作为石墨烯的重要衍生物，氧化石墨烯也受到越来越多的重视。氧化石墨烯作为一种性能优异的新型碳材料，具有蜂窝状二维结构，由于具有特殊的物理、化学性质，如较高的比表面积，较高孔隙率，含有丰富的含氧官能团，无毒环保等特点。氧化石墨烯以及其还原产物石墨烯在很多领域，如吸附(Yubing Sun,Shubin Yang,Yue Chen,Congcong Ding,Wencai Cheng,Xiangke Wang,Environ.Sci.Technol.2015,49,4255-4262)、污水净化(Yi Han,Zhen Xu,and Chao Gao,Adv.Funct.Mater.2013,23,3693)、超级电容器(Li,Meng；Tang,Zhe,Leng,Mei,et al.Adv.Funct.Mater.2014,24,7495–7502)、燃料电池催化剂(Jia,Lingpu,Sun,Xiao,Jiang,Yimin,et al.Adv.Funct.Mater.2015,25,1814–1820)等多个领域受到了广泛的研究。如何制备平整的二维氧化石墨烯膜是现在人们不断探索的问题。制备氧化石墨烯膜的方法也层出不穷有LB法(Laura J.Cote,Franklin Kim,and Jiaxing Huang.J.AM.Chem.Soc.2009,131,1043–1049)、旋涂法(Kymakis,Emmanuel；Savva,Kyriak,Stylianakis,Minas M,et al.Adv.Funct.Mater.2013,23,2742–2749)、喷涂法(Parviz,Dorsa,Metzler,ShaneD.,Das,Sriya,et al.small2015,11,No.22,2661–2668)等。真空抽滤由于其操作方便,且制得的膜较其他液态成膜法最为均匀平整，备受人们关注。然而抽滤法面临的最大问题就是如何从衬底上将氧化石墨烯膜剥落。如果氧化石墨烯膜太薄，则无法从衬底上剥落完整的膜；而如果膜足够厚，完全干燥氧化石墨烯也需要大量时间。有的实验中用丙酮等腐蚀性液体溶解衬底，而这样制得的膜形貌无法保持平整。所以为了完全利用抽滤氧化石墨烯膜的优势，并可以进一步还原得到平整的石墨烯薄膜，必须能够找到一种快速剥离氧化石墨烯膜的方法，从而转移到各种衬底实现进一步功能化的操作。

发明内容

技术问题：本发明提供一种快速剥离氧化石墨烯抽滤膜并转移到衬底的方法，可以实现将刚抽滤完的氧化石墨烯膜迅速脱水干燥并且从衬底上剥落并转移。

技术方案：本发明一种快速剥离氧化石墨烯抽滤膜并转移到衬底的方法，包括以下步骤：

首先将氧化石墨烯加入水中，超声分散形成氧化石墨烯水分散液，然后将衬底置于抽滤瓶的砂芯上，搭好抽滤装置，接着将配好的氧化石墨烯分散液倒入抽滤装置，开始抽滤；然后将附着抽滤好的氧化石墨烯膜的衬底取出，放于有机溶剂中，使得氧化石墨烯膜迅速脱水成形，并从衬底上脱落下来；将光滑的衬底(如硅片，玻璃，金属片等)直接在有机溶剂中与漂浮的氧化石墨烯膜接触，就可以使得氧化石墨烯膜转移附着在衬底上。

其中：

所述的有机溶剂是甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、DMF、DMA，DMSO、HMPA、丁砜、二氧六环、羟基丙酸、乙胺、乙二胺、乙二醇、甘油、乙二醇单甲/乙/丙醚、二甘醇二甲醚或1，3-二氧杂环戊烷中的一种。

所述氧化石墨烯水分散液中的氧化石墨烯含量为0.1ug/mi～100mg/ml。

所述的衬底是不与所述的有机溶剂反应的材料。

所述的衬底的材料是聚碳酸酯膜，氧化铝膜或聚偏氟乙烯膜。

转移的衬底是PET、PP、硅片、玻璃、聚四氟乙烯、PDMS或金属。

如果需要进一步还原得到氧化石墨烯膜，可以通过高温热还原、肼还原的方法得到。

本发明中，转移的衬底是硅片，玻璃，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚丙烯树脂膜，聚氯乙烯膜，聚四氟乙烯膜，聚胺基甲酸乙酯膜，聚碳酸树酯膜、丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚合物膜、聚苯乙烯膜、聚乙烯醇膜或金属片平整的柔性或塑性衬底。