[发明专利]一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，通过化学气相沉积法，以甲烷、乙烯为碳源，氢气为还原性气体，惰性气体为载气，铜箔作为衬底，在高温下使碳源发生裂解，并在铜箔的催化作用下在铜箔的表面生长出石墨烯，并利用生长、刻蚀、再生长和再刻蚀的技术方案来制备出具有六边形双环石墨烯纳米结构，本发明技术方案制备过程简单，为设计特殊结构的石墨烯纳米结构提供了非常重要的指导思路，同时还具备有良好的推广和应用价值。

主权项

1.一种六边形双环石墨烯纳米结构的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）以铜箔作为石墨烯生长衬底，将铜箔放入管式炉的石英管内，然后以280～320sccm的流量持续通入惰性气体，并将管式炉的温度设为1040～1100℃，当管式炉升温至设定温度后，维持温度恒定，再以45～55sccm的流量通入氢气，在惰性气体和氢气的氛围下进行退火2.5～3.5h，使铜箔表面产生氧化铜纳米颗粒；2）退火完成后，将管式炉的温度保持在1040～1100℃，并在该温度条件下，停止通入惰性气体，以铜箔上的氧化铜纳米颗粒为成核点，以0.4～0.6sccm的流量通入气体碳源，并将氢气通入的流量调节为95～105sccm，使碳源在高温作用下发生裂解，然后在铜箔的催化作用下在铜箔表面生长出石墨烯，维持体系条件并进行石墨烯生长30～60min，其中，气体碳源为甲烷或乙烯；3）步骤2）生长结束后，以氧化铜纳米颗粒为刻蚀点，保持气体碳源的流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量调节至2.5～3.5sccm，进行刻蚀60～120min；4）刻蚀结束后，再以氧化铜纳米颗粒为生长点，保持气体碳源的流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量调节至95～105sccm，进行石墨烯再生长10～20min；5）步骤4）生长结束后，再以氧化铜纳米颗粒为刻蚀点，保持气体碳源流量为0.4～0.6sccm，将氢气的流量再次调节至2.5～3.5sccm，再进行刻蚀5～15min；6）步骤5）刻蚀结束后，停止通入气体碳源，对管式炉进行降温，降温过程中持续以280～320sccm的流量通入惰性气体、以3～5sccm的流量通入氢气，待管式炉降至室温后，即制得生长有双环结构的石墨烯。