[发明专利]一种玻璃基底上石墨烯透明导电薄膜的制备方法

摘要

一种玻璃基底上石墨烯透明导电薄膜的制备方法，主要是对玻璃进行表面修饰，使玻璃表面带有氨基基团；采用浸泽提拉方法使其表面涂覆上带有氨基基团的石墨烯薄膜；通过低温真空热处理过程使得玻璃表面的氨基团和石墨烯薄膜表面的氨基团以共价键相结合，从而制备出与玻璃基底以共价键相结合的玻璃基底石墨烯透明导电薄膜。本发明易操作、电阻小，制备出的玻璃基底石墨烯薄膜具有良好的透光性和导电性，且在玻璃上铺展均匀，膜层牢固，可适合作为太阳能电池的电极材料使用。

主权项

一种玻璃基底上石墨烯透明导电薄膜的制备方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：（1）选用厚度为2～3mm的钠钙玻璃和石英玻璃，切割成的尺寸相等的小片；（2）以石墨纸为阳极，碳棒为阴极，浓度为98%的浓硫酸为电解液，在恒电流0.2A下将石墨纸进行氧化剥离，剥离20～30h后，用蒸馏水将电解液稀释10倍，待溶液冷却到室温后采用12000转/min的高速离心机分离并过滤，用蒸馏水充分洗涤过滤后的粉体至中性，在10～100Pa真空下50～60℃烘干，即得到石墨烯氧化物粉体；（3）将上述得到的石墨烯氧化物粉体，按每50～150 mg加入100 mL蒸馏水稀释，经超声分散后，加入水合肼，其用量是每克石墨烯氧化物粉体加入20mL水合肼，经75～85ºC恒温水浴加热6～10h，还原制得稳定的石墨烯悬浮液，浓度为0.5～1.5mg/mL；（4）将切割好的玻璃片用体积比为7:3的98%的浓硫酸和30%过氧化氢混合液在70～90℃下，浸泡2～4h，，取出后用去离子水清洗干净并用氮气吹干；（5）将清洗干净的玻璃片浸入到0.05～0.15mol/L的3‑氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中30～90min，取出后用乙醇清洗干净并用氮气吹干；（6）再将表面处理后的玻璃片在10～100Pa真空下80～100℃干燥2～4h，使3‑氨丙基三乙氧基硅烷完全浓缩在玻璃表面；(7)将经表面修饰的玻璃在上述石墨烯悬浮液中浸泡，以1～2mm/s的速率竖直提拉，自然风干；(8)在10～100Pa真空中300～500℃热处理涂覆石墨烯的玻璃片5～10min，随炉冷却至室温，重复浸涂和热处理过程15～20次。