[发明专利]清洁石墨烯的方法

说明书

本发明提供了一种清洁石墨烯的方法，包括通过曲面上设有吸附剂的曲面体对石墨烯表面进行滚压，得到清洁的石墨烯。本发明一实施方式的清洁石墨烯表面的方法，可以实现快速清洁例如CVD生长的金属箔片上的石墨烯以及转移至功能衬底上的石墨烯等，所得到的石墨烯拉曼性质及透光性良好，对于其在电子、光电子器件，以及在选择性透过膜领域都有极高的帮助。

技术领域

本发明涉及石墨烯，具体为一种清洁石墨烯的方法。

背景技术

表面污染是科研界和工业界广泛关注的问题，尤其是在粘附、吸附、摩擦、润滑、器件加工、印刷电路板等科技行业，表面污染物会产生很大的影响。一般来讲，表面污染大多来自于空气吸附物，主要为碳氢化合物，也有的来自于材料合成过程中的本征污染。对于一般的材料，湿法清洁表面主要为超声清洗，利用超声波振动形成微气泡，破坏污染物在表面的吸附，从而实现清洁的效果；干法清洁表面主要为等离子体清洗或紫外臭氧氧化等方法，主要是依靠等离子体中活性粒子的活化作用与污染物发生物理化学反应达到去除物体表面污染的目的。

近年来，石墨烯这种由碳原子构成的二维原子晶体因其具有优异的电学、力学、热学、光学性质而广泛关注，并在电子、光电子及热管理等领域有着广泛的应用前景。然而石墨烯也存在表面污染的问题，而且因为石墨烯本身为二维材料，其比表面积大的特点放大了表面污染对其性质带来的影响。

与传统材料不同的是，因为石墨烯本身为碳材料，表面污染物也多为碳氢化合物，其表面污染物的去除十分困难。不能简单复制传统表面清洁的方法，因为不论是湿法超声还是干法等离子体清洗，都会引入比较高的能量，处理过程均比较剧烈。比如采用等离子体清洗的方法，容易破坏石墨烯晶格，从而引入点缺陷(Robinson,J.A.et al.Contactinggraphene.Appl.Phys.Lett.98,053103,doi:10.1063/1.3549183(2011).)；采用超声清洗虽然没有文献专门研究其对石墨烯的破坏，但是我们的实验表明其对石墨烯的破坏是非常严重的。

发明内容

本发明的一个主要目的在提供一种清洁石墨烯的方法，包括通过曲面上设有吸附剂的曲面体对石墨烯表面进行滚压处理，得到清洁的石墨烯。

根据本发明一实施方式，所述吸附剂为活性炭。

根据本发明一实施方式，所述吸附剂通过粘结剂设置于所述曲面体的曲面。

根据本发明一实施方式，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮。

根据本发明一实施方式，在所述曲面体的曲面上开设有多个孔。

根据本发明一实施方式，所述曲面体为圆柱体。

根据本发明一实施方式，所述曲面体的材质为泡沫铜、泡沫镍或泡沫铁。

根据本发明一实施方式，所述泡沫铜的空隙为10微米～1毫米。

根据本发明一实施方式，清洁过程中，施加于所述曲面体的压强为10²～10⁶Pa。

根据本发明一实施方式，在100～200℃的温度下进行石墨烯的滚压处理。

本发明一实施方式的清洁石墨烯的方法，可将石墨烯表面处理至原子级洁净。

附图说明

图1为本发明一实施方式的对石墨烯表面进行滚压处理的结构示意图；

图2a为本发明实施例1的滚压处理之前的石墨烯的AFM图；

图2b为本发明实施例1的经过滚压处理之后的石墨烯的AFM图；

图2c为图2a和图2b表面形貌高度的分布统计图；

图3为本发明实施例2的超洁净石墨烯的拉曼光谱图；