[发明专利]一种石墨烯薄膜的制备方法及其产品和用途

权利要求书

1.一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯分散于水中，得到氧化石墨烯悬浮液；

(2)将氧化石墨烯悬浮液涂布在衬底上，干燥，得到衬底负载的氧化石墨烯膜；

(3)将步骤(2)所得衬底负载的氧化石墨烯膜在惰性气体中升温至800～1000K，通入氨气，恒温下进行还原，得到衬底负载的石墨烯薄膜；

(4)用酸将步骤(3)所得衬底负载的石墨烯薄膜中衬底溶解掉，得到石墨烯薄膜。

2.如权利要求1所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氧化石墨烯与水的质量体积比为0.01～1g/L。

3.如权利要求1或2所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氧化石墨烯为经过振动筛过滤的氧化石墨烯；

优选地，所述振动筛的筛网孔径为100～500目。

4.如权利要求1～3任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述衬底包括铜薄膜；

优选地；所述铜薄膜的厚度为20～60μm；

优选地，所述铜薄膜中含有0.03～0.05wt％的稀土元素；

优选地，所述稀土元素包括镧、钕、铒或铈中的任意一种或至少两种的组合，优选铈。

5.如权利要求1～4任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述惰性气体包括氩气、氦气或氖气中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(3)所述升温的速率为5～20℃/min，优选9.5～10.5℃/min；

优选地，步骤(3)所述通入氨气与步骤(1)所用氧化石墨烯的质量比为(10～20):(80～90)，优选(12～16):(84～88)；

优选地，所述步骤(3)在管式炉中进行；

优选地，步骤(3)所述恒温的时间为6～8h。

6.如权利要求1～5任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述酸包括硝酸溶液；

优选地，所述硝酸溶液的浓度为4～6mol/L。

7.如权利要求1～6任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)所得石墨烯薄膜的厚度为1～20μm，导热率为780～850W/m·K，拉伸强度值为37.8～57.9MPa；

优选地，步骤(4)所得石墨烯薄膜的O/C摩尔比为1:(20～30)。

8.如权利要求1～7任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯分散于水中，氧化石墨烯与水的质量体积比为0.01～1g/L，得到氧化石墨烯悬浮液；

(2)将氧化石墨烯悬浮液涂布在厚度为20～60μm的含有0.03～0.05wt％稀土元素的铜薄膜上，干燥，得到衬底负载的氧化石墨烯膜；

(3)将步骤(2)所得衬底负载的氧化石墨烯膜置于管式炉中，在氩气、氦气或氖气中的任意一种或至少两种的组合气体中以5～20℃/min的速率升温至800～1000K，通入氨气，通入氨气与步骤(1)所用氧化石墨烯的质量比为(10～20):(80～90)，恒温6～8h进行还原，得到衬底负载的石墨烯薄膜；

(4)用4～6mol/L的硝酸溶液将步骤(3)所得衬底负载的石墨烯薄膜中铜薄膜溶解掉，得到厚度为1～20μm，导热率为780～850W/m·K，拉伸强度值为37.8～57.9MPa、O/C摩尔比为1:(20～30)的石墨烯薄膜。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的石墨烯薄膜的制备方法制备的石墨烯薄膜。

10.如权利要求9所述的石墨烯薄膜的用途，其特征在于，所述石墨烯薄膜用于触摸屏、太阳能电池、OLED的透明导电膜或透明导热膜。