[发明专利]一种垂直石墨烯纳米带、制备与在制备超级电容器中的应用

摘要

一种垂直石墨烯纳米带、制备与在制备超级电容器中的应用，属于碳纳米材料制备技术领域。底层为硅片，硅片上为垂直石墨烯纳米带，石墨烯纳米带由单壁碳纳米管展开而来，石墨烯纳米带依然保持与硅片垂直状态。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。石墨烯纳米带应用在到超级电容器中。

主权项

一种垂直石墨烯纳米带的制备方法，垂直石墨烯纳米带的底层为硅片，硅片上为垂直石墨烯纳米带，石墨烯纳米带由单壁碳纳米管展开而来，石墨烯纳米带依然保持与硅片垂直状态；其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗，N₂吹干，通过电子束蒸发系统(E‑Beam Evaporator)依次在硅片表面蒸镀8‑12nm厚度的Al₂O₃和0.7‑1.2nm厚度Fe；(2)单壁碳纳米管阵列垂直生长：设置炉温为700‑800℃，总气体流量为：H₂:200±10sccm、C₂H₂:2±0.5sccm和通过去离子水的H₂为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为单根钨丝，功率为30‑35W；将步骤(1)中制得的镀层的硅片置于钨丝前方0.3‑0.5cm，钨丝与硅片平行，使得气流经过热钨丝与硅片上的镀层反应，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长；(3)将步骤(2)中的单根钨丝换成4根并联的钨丝，设置炉温为700℃，气体总流量为H₂:200±10sccm、CH₄:0.1‑0.75sccm、通过去离子水的H₂为15sccm，总气压为25±1Torr；设置钨丝总功率为65‑75W，将步骤(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于并联的钨丝的正下方位置，使得单壁碳纳米管沿管壁展开，形成石墨烯纳米带，反应30‑120min后完成垂直阵列石墨烯纳米带制备。