[发明专利]二维碳材料

权利要求书

1.一种连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜具有小于20nm的厚度以及大于10¹⁰nm的面积除以厚度比(A/T)。

2.如权利要求1所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜具有小于10nm的厚度。

3.如权利要求1或2所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜具有小于6nm的厚度。

4.如权利要求1、2或3所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜的至少一部分具有与石墨烯、氧化石墨烯或还原的氧化石墨烯相对应的结构。

5.如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜的元素组成如下：

85％至95％的碳，和

2％至13％的氧。

6.如权利要求1-4中任一项所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜的元素组成如下：

88％至98％的碳，

1％至6％的氧，和

0.5％至6％的氮。

7.如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜包含50原子％-70原子％的sp²碳原子。

8.如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜，其中所述薄膜在2nm-5nm的膜厚度、在550nm的波长处具有≥75％的透光率。

9.如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜，其中所述连续的二维碳薄膜具有≤10kΩ/平方的薄层电阻。

10.如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜，其中所述连续的二维碳薄膜具有大于0.001cm²的面积。

11.一种用于制备如任一前述权利要求所述的连续的二维碳薄膜的工艺，所述工艺包括以下步骤：

a)提供通过界面聚合工艺形成的有机聚合物薄膜，所述有机聚合物薄膜具有小于100nm的厚度；和

b)使步骤a)中的所述有机聚合物薄膜经受碳化工艺。

12.如权利要求11所述的工艺，其中步骤a)包括通过界面聚合工艺制备所述有机聚合物薄膜。

13.如权利要求12所述的工艺，其中在步骤a)中，所述有机聚合物薄膜通过在支撑基底上界面聚合而形成。

14.如权利要求13所述的工艺，其中在步骤b)之前，将所述有机聚合物薄膜与所述支撑基底分离。

15.如权利要求14所述的工艺，其中通过使被支撑的有机聚合物薄膜与溶剂接触而将所述有机聚合物薄膜与所述支撑基底分离，在所述溶剂中所述支撑基底是可溶的并且所述有机聚合物薄膜是不可溶的。

16.如权利要求12所述的工艺，其中在步骤a)中，所述有机聚合物薄膜通过在两种不混溶的液体的界面处的界面聚合(例如，在没有支撑基底的情况下)来制备。

17.如权利要求12至16中任一项所述的工艺，其中在步骤b)之前，将所述有机聚合物薄膜置于碳化支撑物上。

18.如权利要求17所述的工艺，其中所述碳化支撑物选自硅、铜、碳纤维垫、碳纳米管垫、氧化铝或石英。

19.如权利要求12至18中任一项所述的工艺，其中步骤b)包括将步骤a)中的所述有机聚合物薄膜在不存在氧气的情况下加热至大于300℃的温度。

20.如权利要求12至19中任一项所述的工艺，其中步骤b)包括将步骤a)中的所述有机聚合物薄膜在不存在氧气的情况下加热至大于900℃的温度。

21.如权利要求12至20中任一项所述的工艺，其中步骤b)包括将步骤a)中的所述有机聚合物薄膜在不存在氧气的情况下加热至大于1500℃的温度。

22.如权利要求12至21中任一项所述的工艺，其中步骤b)包括在真空下加热步骤a)中的所述有机聚合物薄膜。

23.如权利要求12至21中任一项所述的工艺，其中步骤b)包括在包含大于5vol％氢气的气氛中加热步骤a)中的所述有机聚合物薄膜。

24.如权利要求12至23中任一项所述的工艺，其中所述工艺还包括使碳化步骤b)的产物与还原剂接触。