[发明专利]一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法

权利要求书

1.一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法，其特征在于：所述的方法采用热化学气相沉积法制备石墨烯薄膜，具体步骤如下：

步骤Z1：镍箔表面处理

将厚度为0.03mm、纯度为99.99%的镍箔放入0.2mol/L的表面处理液中，于室温超声处理10min以上，其后将捞起的镍箔放入无水乙醇中再次超声洗涤10min，最后将镍箔捞出用氮气吹干；

步骤Z2：镍箔表面石墨烯的生长

将表面处理的镍箔送入真空加热炉中心，加热并通入氩气和氢气，加热速率为8℃/min；当其温度从室温加热至900~1000℃的石墨烯生长温度时，再通入甲烷，控制生长时间5~15min；加热阶段氩气流量为300sccm、氢气流量40sccm；石墨烯生长阶段氩气流量300sccm、氢气流量50sccm、甲烷流量8sccm；所述的真空加热炉在整个过程中保持真空管内气体压强为10^-2Pa；

步骤Z3：镍箔表面石墨烯的成膜

控制降温速率，使碳原子在镍箔表面成核生长形成石墨烯薄膜；石墨烯生长温度降至500℃时，控制降温速率在8~10℃/min；在500℃至室温时，控制降温速率在20~30℃/min；降至室温后，得到石墨烯薄膜/镍箔基材复合物；

步骤Z4：石墨烯薄膜/镍箔基材复合物的基材刻蚀、膜材转移

将石墨烯薄膜/镍箔基材复合物的一面用砂纸打磨，而另一面涂一层PMMA后放入0.2~0.3mol/L的FeCl₃溶液中进行刻蚀；待镍箔基材刻蚀完全后，用去离子水清洗三遍，将清洗后的PMMA/石墨烯薄膜放入装有去离子水的培养皿中，并在培养皿外部加一横向电场与磁场静置5h或将清洗后的PMMA/石墨烯薄膜放入去离子水、双氧水和盐酸的混合液体中清洗，其后放入去离子水、双氧水和氨水的混合液体中清洗，除去PMMA/石墨烯薄膜中参杂的Fe³⁺、Ni²⁺；将清洗后的PMMA/石墨烯薄膜取出置于所需的基底上，采用热丙酮清洗三遍或加热方式除去PMMA，再用去离子水清洗石墨烯薄膜/其它基材复合物15遍。

2.根据权利要求1所述的一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法，其特征在于：所述的镍箔为单晶或多晶镍。

3.根据权利要求1所述的一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法，其特征在于：所述的表面处理液为氨水、丙酮、盐酸、十二烷基苯磺酸钠溶液中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法，其特征在于：所述的石墨烯薄膜为单层石墨烯、双层石墨烯或三层石墨烯。

5.根据权利要求1所述的一种在镍基上制备石墨烯薄膜并转移到其它基底的方法，其特征在于：所述的去离子水、双氧水和盐酸的混合液体，去离子水、双氧水和氨水的混合液体中各组分的体积比均为10:1:1，其中双氧水、盐酸、氨水的质量百分比浓度分别为14%、15%、7%。