[发明专利]一种石墨烯复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合膜及其制备方法与应用，属于石墨烯技术领域。该石墨烯复合膜由还原氧化石墨烯膜及设置于该还原氧化石墨烯膜至少一侧表面的石墨烯膜复合而得。该石墨烯复合膜具有较高的力学性能和电学性能，并且，该石墨烯复合膜容易制备，成本较低，质量较高，平整无褶皱。其制备方法简单，易操作，可工业化生产。该石墨烯复合膜可用于声学振膜或新能源电池或净水隔膜或NEM机电系统中。含有上述石墨烯复合膜的声学振膜或电池或净水隔膜或NEM机电系统具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

高质量的石墨烯具有优异的力学性能，多层石墨烯在声学振膜方面具有很好的优势，但是，高质量的多层石墨烯的制备有难度。并且，要想生长多层有一定厚度的石墨烯，目前相应的方法生长周期长，价格昂贵，并且多层石墨烯还会产生褶皱。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种石墨烯复合膜以解决上述技术问题。

本发明的目的之二包括提供一种上述石墨烯复合膜的制备方法。

本发明的目的之三包括提供一种上述石墨烯复合膜的应用，例如用于制备声学振膜或电池或净水隔膜或NEM机电系统。

本发明的目的之四包括提供一种含有上述石墨烯复合膜的声学振膜。

本发明的目的之五包括提供一种含有上述石墨烯复合膜的电池。

本发明的目的之六包括提供一种含有上述石墨烯复合膜的净水隔膜。

本发明的目的之七包括提供一种含有上述石墨烯复合膜的NEM机电系统。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种石墨烯复合膜，其由还原氧化石墨烯膜及设置于还原氧化石墨烯膜至少一侧表面的石墨烯膜复合而得。

在可选的实施方式中，石墨烯膜由至少一层石墨烯层构成，每层石墨烯层的厚度为0.3-0.5nm。

在可选的实施方式中，还原氧化石墨烯膜的厚度为10-1000nm。

在可选的实施方式中，还原氧化石墨烯膜的直径为1-100cm。

在可选的实施方式中，石墨烯复合膜的断裂强度为500-650MPa。

第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的石墨烯复合膜的制备方法，于还原氧化石墨烯膜的至少一侧表面设置石墨烯膜。

在可选的实施方式中，于还原氧化石墨烯膜的至少一侧表面放置石墨烯膜，随后加热以使还原氧化石墨烯膜和石墨烯膜结合。

在可选的实施方式中，石墨烯膜经以下方式制得：采用气相沉积方式在预设基底的表面沉积石墨烯层。

在可选的实施方式中，气相沉积过程中所用的气体包括由甲烷和惰性气体组成的混合气体以及氢气，甲烷在混合气体中的含量为180-220ppm，混合气体的流量为1.8-2.2sccm，氢气的流量为18-22sccm。

在可选的实施方式中，气相沉积的时间为3.5-4.5h。

在可选的实施方式中，在沉积石墨烯层前，还包括对预设基底进行退火处理。

在可选的实施方式中，退火处理是于惰性气体流量为450-550sccm以及氢气流量为80-120sccm的条件下加热至900-1100℃。

在可选的实施方式中，还原氧化石墨烯经以下方式制得：将氧化石墨烯的分散液旋涂后通过还原剂还原。