[发明专利]一种增强石墨烯与基材结合牢度的方法

说明书

本发明公开了一种增强石墨烯与基材结合牢度的方法，包括以下步骤：S1通过将石墨烯液相涂膜或熔覆在基材的表面，制备结合的样品；S2将S1制备的样品安装在真空室内的电动三维可移动平台上待用；S3打开激光，将激光的光路聚焦在S2中的样品上；S4激光通过聚焦在样品的规划点进行灼烧，快速形成等离子体，引入官能团，利用电子、粒子接枝和结合，本发明涉及石墨烯技术领域。该增强石墨烯与基材结合牢度的方法直接采用激光烧蚀方法快速形成等离子体，引入官能团，利用电子、离子接枝和结合，使增强石墨烯熔覆不同的基材的结合牢度。通过外部电磁场的改变使石墨烯与基材能够获得一种结合强度更高的束缚结构，从而实现两种表面均较稳定的材料的结合。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，具体为一种增强石墨烯与基材结合牢度的方法。

背景技术

石墨烯具有优异的物理性能，且各项优异的物理性能为其在应用领域的发展奠定了基础，然而其超薄的二维结构决定了石墨烯很难被单独使用，需要依托于某种衬底才能表现出这些性能，形成石墨烯复合材料，目前，石墨烯复合材料的制备方法主要有两种：其一是利用液相剥离石墨烯或还原氧化石墨烯作为原料，通过液相涂膜的方法在基材表面涂覆一层石墨烯薄膜；其二是以化学气相沉积法在金属基底表面生长出的石墨烯为原料，通过转移的方法将石墨烯薄膜转移到基材表面，液相涂膜法中由于石墨烯片的尺寸小，缺陷多，层数不均，导致旋涂得到的石墨烯薄膜均匀性很差，与理论性能存在很大差距，而且薄膜与基底之间没有化学键的作用，结合牢度较低，CVD法具有价格低廉、制备简单、可控性强等优势，同时由于金属对于石墨烯的生长具有明显的催化作用，使得CVD方法已成为实现大面积、高品质石墨烯制备的主流方法。

但是，在将金属基底表面生长的石墨烯转移到其他基材表面的过程中，由于液相化学试剂的使用，会带来石墨烯的污染问题，且转移工艺繁复、容易引起石墨烯的缺陷和褶皱等，这些因素都大大地制约了所获得石墨烯的性能，另外，近年来很多研究者利用等离子体增强化学气相沉积合成的方法，需要经过等离子体设备处理样品，转移之后经过一系列化学工艺处理，过程较复杂，吸附到基体表面的活性碳物种的迁移运动受到限制，生长的石墨烯薄膜缺陷较多，结晶质量也较差，由于石墨烯和基材结构较稳定，常见的液相涂膜等方法在薄膜与基底之间结合牢度较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种增强石墨烯与基材结合牢度的方法，解决了常见的液相涂膜等方法在薄膜与基底之间结合牢度较低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种增强石墨烯与基材结合牢度的方法包括以下步骤：

S1通过将石墨烯液相涂膜或熔覆在基材的表面，制备结合的样品；

S2将S1制备的样品安装在真空室内的电动三维可移动平台上待用；

S3打开激光，将激光的光路聚焦在S2中的样品上；

S4激光通过聚焦在样品的规划点进行灼烧，快速形成等离子体，引入官能团，利用电子、粒子接枝和结合，增强石墨烯融覆在基材上的结合强度。

进一步地，所述S1中的基材包括玻璃、硅橡胶、陶瓷、洛伦和金属，在制备样品时通过涂膜方法直接将石墨烯涂膜在基材的表面上，使得石墨烯形成一层薄膜。有效的防止激光烧蚀时空气氧化而造成样品的损害

进一步地，所述S2中样品与电动三维可移动平台之间固定，电动三维可移动平台位于真空室的内部，使用时真空室处于密封的状态。

进一步地，所述电动三维可移动平台可以根据样品的烧蚀点需求进行调节，从而对样品的移动位置和速度进行控制。

进一步地，所述S4中激光聚焦到真空室内部的产品表面时产生发射光谱和拉曼光谱，通过接收器和光纤传输到光谱仪进行分光，经过ICCD摄谱并将光谱信号转化成电信号传输到计算机。

进一步地，所述激光的输入端设置有脉冲数字延时器，可调节激光和ICCD触发延时。