[发明专利]利用静电喷雾工艺制备多孔石墨烯薄膜的方法

摘要

本项发明涉及一种利用静电喷雾工艺结合衬底硅片加热处理工艺在硅片表面制备多孔石墨烯薄膜的制备方法，属固体薄膜制备工艺技术领域。本项发明的特点是通过液相超声剥离法制备石墨烯分散液，并以此分散液作为纺液，通过静电喷雾和基板加热方法在衬底硅片表面制备多孔石墨烯薄膜。该工艺简便易行，设备要求低，制备的薄膜具有多孔结构且与衬底硅片附着性良好，具有较高的比表面积，有望在气敏传感器、锂电池和催化剂等领域具有潜在的应用。

主权项

一种利用静电喷雾工艺制备多孔石墨烯薄膜的方法，其特征在于该方法具有以下的制备过程和步骤：a.石墨烯分散液配制（1） 称取2.5 g石墨粉（99.85%）置于一250ml烧杯中，加入100ml 1‑甲基‑2‑吡咯烷酮（NMP），配制石墨‑NMP悬浮液以备用；（2）将上述悬浮液用多层保鲜膜密封，在室温下经低功率超声清洗器不连续超声处理共计72 h，得到石墨烯分散液；（3）经过16 h静置，将分散液离心处理30 min：其转速为8000 r/min；吸取上层液体于洁净玻璃瓶中备用；b.衬底硅片的清洗（1）将含有表面氧化层的硅片分别在乙酸乙脂和丙酮中浸泡清洗30 min；（2）将清洗的硅片分别在乙醇、蒸馏水中进行超声清洗，再利用红外灯烘烤；c.石墨烯薄膜制备（1）移取10 ml石墨烯分散液于20 ml注射器中，将注射器固定在电脑微量注射泵上，选取0.2 ml/h 的推进速率，匀速推动分散液经聚四氟乙烯细管到达纺丝喷嘴；（2）控制加热板和衬底硅片温度为200 °C，调节高压电源电压为8.6 kV，通过电纺喷嘴喷雾；喷至衬底硅片的液膜经过约10 h的干燥处理使溶剂挥发，即可获得多孔石墨烯薄膜；通过控制电喷雾时间，可以制备具有不同厚度的薄膜样品。