[发明专利]石墨烯-纳米贵金属复合管的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯‑纳米贵金属复合管的制备方法，包括：(1)取金属丝用稀硝酸浸泡后，置于无水乙醇中超声，然后烘干；(2)将烘干的金属丝放入化学气相沉积设备中在其表面生长石墨烯，得到石墨烯/金属丝复合结构；(3)在石墨烯/金属丝复合结构的石墨烯表面沉积纳米贵金属粒子包覆层；(4)将得到的复合结构放入刻蚀液中去除金属丝后，清洗烘干，获得石墨烯‑纳米贵金属复合管。本发明的制备方法具有操作简单易行，可重复性强，对环境无污染的特点。本发明提供的石墨烯‑纳米贵金属复合管具有优异的迁移率、机械强度、热导率和耐腐蚀性，适用于微电子、透明电极、有机光电器件、储能电池、多功能复合材料以及生物医学等诸多领域。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种石墨烯-纳米金复合管的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种碳的二维同素异形体，自从2004年英国曼彻斯特大学的研究小组首次利用微机械剥离法成功获得了单层石墨烯之后，石墨烯获得了各国研究人员的广泛关注。虽然碳的其他同素异形体如碳纳米管、富勒烯等都和石墨烯相似均由sp2杂化碳原子组成，然而在迁移率、室温霍尔效应、狄拉克电子结构、透光性、机械强度和热导率等性质方面，这些同素异形体均不能和石墨烯媲美。正是因为这些诱人的特质，石墨烯在如微电子、透明电极、有机光电器件、储能电池、多功能复合材料以及生物医学等诸多领域具有广阔的应用前景。[具体可见文献：L.Guo et al.J Phys C,2012,116(5):3594.X.Wang etal.Nano Lett,2008,8:323.K.K.Manga et al.Adv Mater,2012,24:1697.Y.Zhu etal.Carbon,2010,48:2118.Y.Wang et al.J Phys Chem C,2011,115:23192.Y Wang etal.J Am Chem Soc,2010,132:9274.]

公开号CN102586869A公开了一种三维石墨烯管的制备方法，所述石墨烯管骨架材料是聚偏氟乙烯、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸等有机材料，上述材料在增强了石墨烯管机械强度的同时，无疑也降低了石墨烯的导电性等重要参数。此外，有文献报道采用贵金属与纳米碳材料复合的方法可有效提升其导电性能。然而，目前尚未有以金属丝作为生长基底，在金属丝表面沉积制得石墨烯/金属丝复合结构，进而在石墨烯表面包覆贵金属纳米粒子，最终通过去除基底(金属丝)制备石墨烯-纳米贵金属复合管的相关报道。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种石墨烯-纳米贵金属复合管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、取金属丝用稀硝酸浸泡去除表面杂质及钝化层后，置于无水乙醇中超声，然后烘干备用；

步骤二、将烘干的金属丝作为生长基底，放入化学气相沉积设备中在其表面生长石墨烯，得到石墨烯/金属丝复合结构；

步骤三、在石墨烯/金属丝复合结构的石墨烯表面沉积纳米贵金属粒子包覆层，形成贵金属包覆层/石墨烯/金属丝复合结构；

步骤四、将贵金属包覆层/石墨烯/金属丝复合结构放入刻蚀液中去除金属丝后，用无水乙醇和去离子水对所得产物清洗后烘干，获得石墨烯-纳米贵金属复合管。

优选的是，所述金属丝为铜丝或镍丝，所述金属丝的直径为10nm～1cm，长度为10nm～1m。

优选的是，所述稀硝酸浓度为0.001～1mol/L，金属丝在稀硝酸中浸泡时间为1s～60min，在无水乙醇中超声时长为1～60min；所述烘干采用在鼓风干燥箱中，干燥处理温度为40～200℃，处理时间为0.1～36h。