[发明专利]一种光催化石墨烯/硅复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光催化石墨烯/硅复合膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)将氧化石墨烯配制成浓度为0.5-10μg/mL氧化石墨烯水溶液，抽滤成膜；

(2)将贴附于抽滤基底上的氧化石墨烯膜置于密闭容器中，80-100度HI高温从底部往上熏蒸0.1-1h；

(3)将融化的固体转移剂均匀涂敷在还原氧化石墨烯膜表面，并于室温下冷却，直至薄膜和AAO膜基底分离；

(4)对步骤(3)处理后的还原氧化石墨烯膜进行加热处理，使得固体转移剂升华或者挥发；

(5)将还原氧化石墨烯膜以1℃/min升温300℃；然后10℃/min升温至2000℃，保温6-12小时，以去除石墨烯内部绝大部分原子缺陷，但不恢复石墨烯内部堆叠结构；

(6)采用磁控溅射的方式在步骤(5)处理后的石墨烯膜表面喷涂一层金属纳米粒子；所述金属纳米粒子选自钛、钨、铁、镁或钼，溅射的金属纳米粒子的摩尔量不大于石墨烯膜中碳原子摩尔量的30％；然后在800-1200℃下将溅射有金属纳米粒子的石墨烯膜进行氯化处理，使得金属纳米粒子以氯化物形式逸散；

(7)将氯化后的石墨烯膜在2000℃高温处理，得到层间交联的石墨烯膜；

(8)将层间交联的石墨烯膜表面喷涂一层厚度为5-40nm的硅纳米粒子得到光催化石墨烯/硅复合膜；其中，所述石墨烯膜层间交联，交联度在1-5％，所述石墨烯膜的厚度为10-100nm，缺陷密度ID/IG≤0.01。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固体转移剂选自石蜡、萘、三氧化二砷、樟脑、硫、降冰片烯、松香中的一种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固体转移剂的升华温度要控制在320度以下。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化处理是指：将溅射有金属纳米粒子的石墨烯膜置于氯气含量为0.5-10％的环境中进行加热处理，时间为0.1-4h。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)中，2000度高温过程升温过程如下：1500摄氏度以下，5-20摄氏度每分钟；1500摄氏度以上，2-5摄氏度每分钟。