[发明专利]一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用

摘要

一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用，属于碳化钼碳纳米材料技术领域。硅片上垂直生长石墨烯纳米带阵列，石墨烯纳米带阵列的顶端为六方相的碳化钼纳米晶体。先在硅片上垂直生长纳米管阵列，然后在制成垂直的石墨烯纳米带阵列，在石墨烯纳米带阵列的顶端蒸镀Mo，然后再生成碳化钼纳米晶体。石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料去掉底层硅片后在析氢催化和氧还原催化中的应用。

主权项

石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料的制备方法，其特征在于，石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料，底层为硅片，硅片上垂直生长石墨烯纳米带阵列，石墨烯纳米带阵列的顶端为六方相的碳化钼纳米晶体；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)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200±10sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，气压为25Torr；设置钨丝功率为75‑85W，将步骤(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备；(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带顶端蒸镀50‑150nm Mo层；(5)在炉温850℃下，总气体流量包括H2:200±10sccm、CH4:0.5sccm、通过去离子水的H2为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为四根钨丝，总功率为75‑80W条件下，将步骤(4)中制得的顶层为Mo的石墨烯纳米带阵列平行置于钨丝正下方，反应2‑6h后完成石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料的制备。