[发明专利]一种石墨烯-多孔膜-石墨烯三明治液池结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备漂浮在水面上的多孔膜；

(2)将金属基底上的石墨烯正面朝上浸入水中，自下而上将所述多孔膜捞起，得到多孔膜-石墨烯-金属基底复合结构；

(3)湿法刻蚀所述多孔膜-石墨烯-金属基底复合结构中的金属基底，得到液面上自支撑的多孔膜-石墨烯复合膜；

(4)将固定有批量金属微栅的基底浸没在所述多孔膜-石墨烯复合膜所在的液体中，自下而上将所述多孔膜-石墨烯复合膜捞起，得到所述金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构；

或将固定有批量金属微栅的基底置于多孔膜-石墨烯复合膜下方，将水缓慢抽出，使得所述多孔膜-石墨烯复合膜缓慢沉积在金属微栅上，得到所述金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多孔膜的厚度为10～100nm；

所述多孔膜为金膜或碳膜；

所述金属基底为铜箔、铜晶圆或铜镍合金；

所述石墨烯的层数为单层或多层(2～5层)；

步骤(2)中，对所述金属基底上的石墨烯做亲水化处理。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述金属微栅的材质为金、铜、镍、钼或非金属材料氮化硅；

所述金属微栅为200～400目的金属微栅。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，刻蚀金属基底后应对所述多孔膜-石墨烯复合膜进行洗涤；

具体的，所述洗涤的方式为将所述多孔膜-石墨烯复合膜用玻片或者不锈钢网捞起转移至去离子水面上漂浮洗涤；

所述洗涤的步骤中进行2～3次的转移，每次洗涤的时间为10～20分钟。

5.权利要求1-4中任一项所述方法制备得到的金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构；或，

所述金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构在制备透射电镜载网或低温冷冻电镜载网中的应用。

6.一种石墨烯-多孔膜-石墨烯三明治液池结构的制备方法，包括如下步骤：

a)制备气液界面上自支撑的石墨烯膜：

b)对权利要求5所述的金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构进行亲水化处理，将含目标样品的溶液滴在其表面，形成均匀的液膜；

c)将所述气液界面上自支撑的石墨烯膜转移至b)中多孔膜表面，得到所述石墨烯-多孔膜-石墨烯三明治液池结构。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤a)中，所述石墨烯膜的层数为单层或多层(2～5层)；

步骤b)中，所述亲水化处理为等离子体刻蚀或紫外臭氧氧化；

步骤c)中，所述气液界面上自支撑的石墨烯膜转移的方法为直接捞取法或液膜转移法。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述直接捞取法为将带溶液的所述金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构以一定倾角插入所述自支撑的石墨烯所在的液体中，自下而上将所述石墨烯捞至多孔膜表面；

具体的，所述一定倾角可为30～60度；

所述液膜转移法为用圆环将所述气液界面上自支撑的石墨烯膜捞起，随后将其自上而下落在带溶液的所述金属微栅-石墨烯-多孔膜复合结构的多孔膜表面。

9.权利要求6-8中任一项所述的制备方法制备得到的石墨烯-多孔膜-石墨烯三明治液池结构。

10.权利要求9所述的石墨烯-多孔膜-石墨烯三明治液池结构在原位液相电镜成像或低温冷冻电镜成像中的应用。