[发明专利]在传感器基体表面制备石墨烯层的方法

说明书

本发明涉及一种在传感器基体表面制备石墨烯层的方法，包括如下步骤：以铜箔为衬底，使用化学气相沉淀法制备并取得石墨烯层，并对其形成支撑膜；去除多余的石墨烯和支撑膜，去除所述衬底；将所述石墨烯层的无支撑膜一面放置在传感器基底表面，使二者接触并经过加热处理使得所述石墨烯层结合在所述基体表面；去掉所述支撑膜，并清洁所述石墨烯层表面；重复上述步骤，得到另一带有支撑膜的石墨烯层，并将其放置到已经过上述步骤处理的传感器基体表面的石墨烯层上；再次去除所述支撑膜，并经过真空加热处理使得两层石墨烯结合在一起。实施本发明的在传感器基体表面制备石墨烯层的方法，具有以下有益效果：其传感器灵敏度较高、能够较快解吸附。

技术领域

本发明涉及传感材料领域，更具体地说，涉及一种在传感器基体表面制备石墨烯层的方法。

背景技术

气体传感器通常用于检测其所在环境的空气中是否存在某种成分。空气污染的原因是空气中存在不同途径排放到空气中的多种杂质，于是检测空气中是否存在某种杂质或杂质的多少，就成为判断空气是否污染以及污染程度的一个重要的指标；一般来讲，在现有技术中，传感器在含有某种物质成分的空气中时，其某一个电参数会因为这种物质的存在而发生改变，这种改变通常都比较小，因此使得传感器在遇到其检测的物质时电参数改变较大一直是传感器领域努力的方向。而石墨烯作为新型材料，因其二维结构而具有优异的性能，近几年关于石墨烯气敏探测方向的研究越来越多，研究表明石墨烯对某些物质，例如二氧化氮气体，的探测灵敏度较高，具有用于高灵敏气体传感的潜力。在现有技术中，由于石墨烯制备工艺上的限制，几乎所有的使用石墨烯的传感器上都是单层的石墨烯。这种设置虽然在一定程度上解决了灵敏度的问题，但是也存在一定缺陷，即其存在解吸附气体分子时间长，影响其作为传感器的应用。主要原因是因为某种物质或杂质的分子吸附到石墨烯表面是以化学吸附的形式，其解吸附较为困难，需要达到一定的条件才可加快解吸附过程。因此，在现有技术中，普遍存在气体传感器的检测灵敏度较低、解吸附较为困难的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述灵敏度较低、解吸附较为困难的缺陷，提供一种其构成的传感器灵敏度较高、能够较快解吸附的在传感器基体表面制备石墨烯层的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在传感器基体表面制备石墨烯层的方法，包括如下步骤：

A)以铜箔为衬底，使用化学气相沉淀法制备并取得附着在所述衬底上的石墨烯层，并对其旋涂PMMA，形成支撑膜；

B)去除多余的石墨烯和支撑膜，并利用氧化还原反应去除所述衬底，使得所述石墨烯层仅一面附着在所述支撑膜上；

C)在去离子水中将所述石墨烯层的无支撑膜一面放置在经过处理的传感器基底表面，使二者接触并经过加热处理使得所述石墨烯层结合在所述基体表面；

D)去掉所述支撑膜，并清洁所述石墨烯层表面；

E)重复上述步骤A)-C)，得到另一带有支撑膜的石墨烯层，并将其无支撑膜一面在去离子水中放置到已经过上述步骤处理的传感器基体表面的石墨烯层上；

F)再次去除所述支撑膜，并经过真空加热处理使得两层石墨烯结合在一起，得到由所述两次生成并转移覆盖在所述传感器基底上的、存在带隙的第一石墨烯层。

更进一步地，所述步骤B)中，去除多余的石墨烯和支撑膜包括使用工具对所述铜箔背面进行打磨，将在所述铜箔背面生成的石墨烯和旋涂在所述铜箔背面的支撑膜除掉。

更进一步地，利用氧化还原反应去除所述衬底包括将所述去除掉石墨烯和支撑膜的铜箔背面放入三氯化铁溶液中，使得所述三氯化铁溶液三价铁原子氧化作为衬底的铜箔中的铜，仅留下附着在所述支撑膜上述的石墨烯层。