[发明专利]一种提高CVD石墨烯薄膜耐蚀性的方法有效

专利信息
申请号: 201810724388.8 申请日: 2018-07-04
公开(公告)号: CN110683532B 公开(公告)日: 2021-01-01
发明(设计)人: 赵文杰;吴英豪;祝欣宇;沈路力;曾志翔;王立平;薛群基 申请(专利权)人: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
主分类号: C01B32/194 分类号: C01B32/194
代理公司: 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256 代理人: 王茹;王锋
地址: 315201 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 提高 cvd 石墨 薄膜 耐蚀性 方法
【说明书】:

发明公开了一种提高CVD石墨烯薄膜耐蚀性的方法。所述方法包括:提供CVD石墨烯薄膜,将所述CVD石墨烯薄膜置于沉积设备的反应腔中,向所述反应腔中通入低表面能物质,于100~200℃下,使所述低表面能物质在所述CVD石墨烯薄膜表面发生物理和化学吸附反应,从而在所述CVD石墨烯薄膜表面沉积具有纳米团簇且分布均匀的低表面能分子膜,获得CVD石墨烯/低表面能物质复合薄膜。本发明的方法操作简单,能显著提高石墨烯薄膜的防腐蚀性能,为石墨烯薄膜的长效防护性能提供技术支撑;同时,本发明可显著改善CVD石墨烯薄膜的润湿性能,从而极大的提高了石墨烯/低表面能物质复合膜层对金属基体的保护效果。

技术领域

本发明涉及CVD石墨烯薄膜表面改性技术领域,具体涉及一种提高CVD石墨烯薄膜耐蚀性的方法。

背景技术

传统的保护活性金属的方法主要包括化学改性、有机涂料和有机/聚合物薄膜涂覆等等,但是它们大多会影响材料的光学、电学和热学性质。随着现代科学技术的快速发展,特别是航天事业、微电子行业和医学技术的发展对金属的防护提出了更高的要求,所以发展超薄保护层是必然趋势。石墨烯是sp2轨道杂化的碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构,厚度仅为0.335nm,是目前已知最薄、且是不透过性材料。同时,石墨烯具有很强的化学惰性和稳定性,而且单层或少层的石墨烯几乎不改变所包覆基体的性质,因此将石墨烯作为保护薄膜具有天然优势。然而,在CVD法制备石墨烯的过程中,石墨烯薄膜不可避免的会存在很多缺陷和边界,长时间暴露在腐蚀介质中,腐蚀介质、氧气和水会渗透过这些缺陷造成CVD体的腐蚀,且导电性良好的石墨烯将使CVD体成为电化学反应中的阳极而被加速腐蚀。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种提高CVD石墨烯薄膜耐蚀性的方法,以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:

本发明实施例提供了一种提高CVD石墨烯薄膜耐蚀性的方法,其包括:

提供CVD石墨烯薄膜;

将所述CVD石墨烯薄膜置于沉积设备的反应腔中,向所述反应腔中通入低表面能物质,于100~200℃下,使所述低表面能物质在所述CVD石墨烯薄膜表面发生物理吸附和化学吸附反应,从而在所述CVD石墨烯薄膜表面沉积形成具有纳米团簇且分布均匀的低表面能分子膜,获得CVD石墨烯/低表面能物质复合薄膜。

在一些实施例中,所述低表面能物质包括丙烯酸酯类化合物、硬脂酸类化合物和羧酸类化合物中的任意一种或两种以上的组合。

本发明实施例还提供了由前述方法获得的CVD石墨烯/低表面能物质复合薄膜,其包括:

CVD石墨烯薄膜;以及,

形成于所述CVD石墨烯薄膜上的具有纳米团簇分布均匀的低表面能分子膜,其中,所述低表面能分子膜包含的低表面能物质至少均匀分布于所述CVD石墨烯薄膜的台阶、边界和缺陷处,同时还吸附于所述CVD石墨烯薄膜的表面。

进一步地,所述CVD石墨烯/低表面能物质复合薄膜与水的接触角大于100°。

与现有技术相比,本发明的优点至少在于:

1)本发明通过沉积技术在CVD石墨烯表面物理及化学吸附低表面能物质并生长沉积成膜,可改善CVD石墨烯的润湿性,提高CVD石墨烯与水的接触角使得溶液在CVD石墨烯表面浸润困难;沉积后的膜层结构完整且具有较高的接触角,表面的不浸润性阻碍了腐蚀介质在缺陷位点的渗透,极大的提高了CVD石墨烯的抗腐蚀性能;

2)本发明的方法可以显著提高CVD石墨烯薄膜的防腐蚀性能,同时,该方法操作简单,效果显著,可以为石墨烯薄膜的长效防腐蚀性能提供技术支撑;

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