[发明专利]一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法

权利要求书

1.一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）以铜箔作为石墨烯生长衬底，将铜箔放入管式炉的石英管内，然后以280～320sccm的流量持续通入惰性气体，并将管式炉的温度设为1040～1100℃，当管式炉升温至设定温度后，维持温度恒定，再以45～55sccm的流量通入氢气，在惰性气体和氢气的氛围下进行退火2.5～3.5h，使铜箔表面产生氧化铜纳米颗粒；

2）退火完成后，将管式炉的温度保持在1040～1100℃，并在该温度条件下，停止通入惰性气体，以铜箔上的氧化铜纳米颗粒为成核点，以0.4～0.6sccm的流量通入气体碳源，并将氢气通入的流量调节为95～105sccm，使碳源在高温作用下发生裂解，然后在铜箔的催化作用下在铜箔表面生长出石墨烯，维持体系条件并进行石墨烯生长30～60min，其中，气体碳源为甲烷或乙烯；

3）步骤2）生长结束后，以氧化铜纳米颗粒为刻蚀点，保持气体碳源的流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量调节至2.5～3.5sccm，进行刻蚀60～120min；

4）刻蚀结束后，再以氧化铜纳米颗粒为生长点，保持气体碳源的流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量调节至95～105sccm，进行石墨烯再生长10～20min；

5）步骤4）生长结束后，再以氧化铜纳米颗粒为刻蚀点，保持气体碳源流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量再次调节至2.5～3.5sccm，再进行刻蚀5～15min；

6）步骤5）刻蚀结束后，停止通入气体碳源，对管式炉进行降温，降温过程中持续以280～320sccm的流量通入惰性气体、以3～5sccm的流量通入氢气，待管式炉降至室温后，即制得生长有双环结构的石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）还包括在铜箔放入管式炉之前，对铜箔进行预处理，所述的预处理过程为：将铜箔放入稀盐酸中进行超声清洗，然后再转移至丙酮溶液中进行超声清洗，清洗结束后用高压氮气吹干。

3.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）和步骤6）的惰性气体为氩气、氦气或氖气。

4.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）管式炉的设定温度为1070℃。

5.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述步骤2）至步骤5）中管式炉的设定温度均为1070℃。

6.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述步骤2）至步骤5）中气体碳源的流量均为0.5sccm。

7.根据权利要求1所述的一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：所述步骤2）和步骤4）的氢气通入流量为100sccm，所述步骤3）和步骤5）的氢气通入流量为3sccm。