[发明专利]石墨烯纳米带复合结构及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202011450273.8 申请日: 2020-12-09
公开(公告)号: CN114604865A 公开(公告)日: 2022-06-10
发明(设计)人: 张天夫;张立辉;金元浩;李群庆;范守善 申请(专利权)人: 清华大学;鸿富锦精密工业(深圳)有限公司
主分类号: C01B32/194 分类号: C01B32/194;C01B32/186
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 石墨 纳米 复合 结构 及其 制备 方法
【说明书】:

一种石墨烯纳米带复合结构的制备方法,包括以下步骤:提供一衬底,该衬底包括多个间隔设置的凸起;在一生长基底上生长石墨烯膜;将一粘胶层设置在所述石墨烯膜远离生长基底的表面;去除所述生长基底,并利用水或有机溶剂清洗;将所述衬底与所述石墨烯膜、所述粘胶层复合,并干燥,得到一第一复合结构,该第一复合结构包括所述衬底、所述石墨烯膜和所述粘胶层,所述石墨烯膜位于所述粘胶层与所述衬底之间;去除所述粘胶层,得到一第二复合结构,该第二复合结构包括所述衬底和所述石墨烯膜,所述石墨烯膜位于所述衬底上,并且所述石墨烯膜在每一凸起附近形成一褶皱;从所述石墨烯膜远离衬底的表面进行刻蚀,将除褶皱以外的石墨烯膜去除。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯纳米带复合结构及其制备方法。

背景技术

石墨烯纳米带(GNR)是具有一定宽度、无限长度、沿横向为有限尺寸的准一维带状石墨烯。石墨烯纳米带不仅具有石墨烯的导电性好、纤薄、坚硬等优良性能,同时,由于有限尺寸的石墨烯纳米带中的电子在横向上受限,电子被迫纵向移动,其具有半导体的性能。因此,石墨烯纳米带可广泛应用于超级电容器、锂离子电池、太阳能电池等新能源器件,也可适用于催化剂载体、信息材料等领域。

现有的石墨烯纳米带的制备方法,如申请号为CN201410596634.8的专利公开了一种垂直石墨烯纳米带的制备方法:先在硅片上垂直生长单壁碳纳米管,然后再将单壁碳纳米管展开。其具体实施步骤包括:(1)在衬底上制备碳纳米管阵列;(2)在CH4/H2气氛中退火切割碳纳米管,温度保持在700℃~800℃。上述方法的主要缺点是:工艺相对复杂,实验中前期碳纳米管阵列的生长直接影响着后续石墨烯纳米带的质量,存在较大随机性和不确定性因素;在CH4/H2气氛且温度保持在700℃~800℃退火,对于设备的要求较高,生产成本和能耗过高,且存在一定不安全因素。

发明内容

有鉴于此,确有必要提供一种石墨烯纳米带复合结构及其制备方法,该石墨烯纳米带复合结构包括排列整齐的多个石墨烯纳米带,并且所述制备方法工艺简单,成本和能耗较低。

一种石墨烯纳米带复合结构的制备方法,其包括以下步骤:

提供一衬底,该衬底包括多个间隔设置的凸起;

在一生长基底上生长石墨烯膜;

将一粘胶层设置在所述石墨烯膜远离生长基底的表面;

去除所述生长基底,并利用水或有机溶剂清洗;

将所述衬底与所述石墨烯膜、所述粘胶层复合,并干燥,得到一第一复合结构,该第一复合结构包括所述衬底、所述石墨烯膜和所述粘胶层,所述石墨烯膜位于所述粘胶层与所述衬底之间;

去除所述粘胶层,得到一第二复合结构,该第二复合结构包括所述衬底和所述石墨烯膜,所述石墨烯膜位于所述衬底上,并且所述石墨烯膜在每一凸起附近形成一褶皱;以及

从所述石墨烯膜远离衬底的表面进行刻蚀,将除褶皱以外的石墨烯膜去除,得到石墨烯纳米带复合结构,该石墨烯纳米带复合结构包括多个间隔设置的石墨烯纳米带。

一种石墨烯纳米带复合结构的制备方法,包括以下步骤:

提供一衬底,该衬底包括一衬底本体和多个间隔设置的凸起,该凸起设置在所述衬底本体的表面;

在水或者有机溶剂的环境中将一石墨烯膜设置在所述衬底的表面,并且所述凸起位于石墨烯膜与衬底本体之间,以至于衬底与石墨烯膜之间有水或者有机溶剂的存在,然后干燥,使石墨烯膜在每一凸起附近形成褶皱;以及

从所述石墨烯膜远离衬底的表面进行刻蚀,将除褶皱以外的石墨烯膜去除,得到石墨烯纳米带复合结构,该石墨烯纳米带复合结构包括多个间隔设置的石墨烯纳米带。

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