[发明专利]石墨烯的表面修饰方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯的表面修饰方法。上述石墨烯的表面修饰方法，通过将石墨烯和高分子聚合物置于高能紫外光下进行高能紫外光处理，并设定高能紫外光的照射功率为15mW～35mW，设定高能紫外光为照射波长λ为150nm～350nm的单色窄带光，从而使得高分子聚合物能够接枝到石墨烯的表面；上述石墨烯的表面修饰方法，能够实现对石墨烯的表面处理，且不需要将石墨烯分散在溶剂中避免了使用有毒试剂而造成人体和环境的伤害，同时，上述方法只需进行高能紫外光处理20min～50min即可完成石墨烯的表面修饰，反应时间短，能耗低且效率高。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别是涉及石墨烯的表面修饰方法。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子以sp²杂化的方式连接而成的具有二维蜂窝状结构的新型纳米材料，石墨烯具有比表面积大、透光率高、载流子迁移率高等优点而被广泛应用。而对于石墨烯的表面修饰在石墨烯的应用中也起到十分重要的作用，目前在石墨烯的表面进行修饰的方法主要需要将石墨烯分散在溶剂中，通过强氧化反应在石墨烯表面引入-OH、-COOH或环氧基，之后经过对这些基团进行进一步反应以实现石墨烯的表面修饰。

然而目前常用的石墨烯的表面处理方法需要使用大量的有机溶剂，使得成本增高，也会对人体或环境带来伤害，且反应效率较低，因此，研究一种新的石墨烯的表面处理方法非常重要。

发明内容

基于此，有必要针对目前对目前石墨烯的表面处理方法需要使用有机溶剂对人体和环境造成伤害、且反应效率低、处理成本高的问题，提供一种石墨烯的表面修饰方法。

一种石墨烯的表面修饰方法，包括以下步骤：

在第一基底上沉积石墨烯；

在第二基底上沉积高分子聚合物，所述高分子聚合物选自碳链高聚物；

将所述第一基底与所述第二基底放置于同一反应腔中；及

在保护性气体氛围下，对所述第一基底及所述第二基底进行高能紫外光处理，所述高能紫外光的照射功率为15mW～35mW，所述高能紫外光为照射波长λ为150nm～350nm的单色窄带光。

在其中一个实施方式中，所述在第一基底上沉积石墨烯的步骤具体包括：

在保护性气体氛围下，将第一基底升温至550℃～900℃，保持反应体系的压强为标准大气压；

向反应体系中通入氢气和甲烷气体，所述氢气的气流量为5sccm～15sccm，所述甲烷气体的气流量为800sccm～1000sccm；及

停止向反应体系中通入氢气和甲烷气体，并缓慢降温至室温得到石墨烯。

在其中一个实施方式中，所述石墨烯的沉积厚度为0.1nm～1.8nm。

在其中一个实施方式中，所述碳链高聚物选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯及聚丙烯中的至少一种。

在其中一个实施方式中，在所述第二基底上沉积的高分子聚合物的厚度为4mm～6mm。

在其中一个实施方式中，所述第一基底为铜片；

及/或，所述第二基底为硅片、镍片或铜片。

在其中一个实施方式中，所述第一基底与所述第二基底放置于同一水平面，且所述第一基底具有第一工作面，所述第二基底具有第二工作面，在所述第一工作面上形成石墨烯层，在所述第二工作面上形成高分子层，所述石墨烯层与高分子层在水平方向上形成不大于0.8mm的间隙。

在其中一个实施方式中，所述高能紫外光的照射波长λ通过以下公式计算：