[发明专利]复合石墨烯架构及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种复合石墨烯架构，其特征在于包括平展的二维石墨烯结构和三维石墨烯结构，所述二维石墨烯结构与三维石墨烯结构结合形成一体的三维架构。

2.根据权利要求1所述的复合石墨烯架构，其特征在于：所述二维石墨烯结构与三维石墨烯结构无缝连接为一体，并且至少是所述二维石墨烯结构的局部区域平展的存在于所述三维石墨烯结构的孔隙内。

3.根据权利要求2所述的复合石墨烯架构，其特征在于：所述三维石墨烯结构所含孔的孔径为5~200 µm。

4.根据权利要求2所述的复合石墨烯架构，其特征在于：所述三维石墨烯结构包括复数根管状结构，该复数根管状结构平行和/或交叉设置，所述二维石墨烯结构至少平展的分布在该复数根管状结构之间。

5.一种复合模板结构，用于生长形成权利要求1-4中任一项所述的复合石墨烯架构，其特征在于包括三维多孔支架和具有平展表面的基底，所述三维多孔支架结合在所述平展表面上，并且所述平展表面和三维多孔支架均由金属催化材料形成。

6.根据权利要求5所述的复合模板结构，其特征在于：所述金属催化材料包括铜和/或镍。

7.根据权利要求5所述的复合模板结构，其特征在于：所述平展表面的材质包括铜，所述三维多孔支架的材质包括镍。

8.根据权利要求5所述的复合模板结构，其特征在于：所述三维多孔支架与平展表面通过高温键合方式结合。

9.一种复合石墨烯架构的制备方法，其特征在于包括：

提供复合模板结构，所述复合模板结构包括三维多孔支架和具有平展表面的基底，所述三维多孔支架结合在所述平展表面上，所述平展表面和三维多孔支架均由金属催化材料形成；

利用所述复合模板结构，采用化学气相沉积法生长石墨烯，之后将所述复合模板结构移除，获得复合石墨烯架构。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述金属催化材料包括铜和/或镍。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述平展表面的材质包括铜，所述三维多孔支架的材质包括镍。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述基底包括平展的铜箔。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述三维多孔支架包括三维金属网格。

14.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述三维多孔支架设置于所述基底的平展表面上，并施加外力使所述三维多孔支架与基底保持紧密结合，再进行高温键合，制得所述复合模板结构。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于所述高温键合的温度为600~700℃，时间为2~8min。

16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于具体包括：以惰性材料将所述三维多孔支架与基底夹紧，再进行高温键合，制得所述复合模板结构。

17.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于具体包括：在生长石墨烯的过程中，持续向所述复合模板结构施加外力作用，以避免三维多孔支架与平展表面的结合部位发生卷曲。

18.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于,具体包括：在生长石墨烯的过程中，以惰性材料将所述复合模板结构夹紧，以避免三维多孔支架与平展表面的结合部位发生卷曲。