[發明專利]三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201210019885.0
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102560415A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黃富強;畢輝;林天全
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C30B29/02;C30B29/62;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

1.一種三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，其特征在于，所述復合結構是以金屬線或金屬絲作為催化劑模板通過等離子體化學氣相沉積法使碳源在所述金屬線的外表面直接生成石墨烯覆層而形成的石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，所述金屬線或金屬絲的直徑為10nm～5000μm，所述石墨烯的層數為1～100。

2.根據權利要求1所述的三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，其特征在于，所述金屬線直徑為10-1000nm，長度為50nm～500μm。

3.根據權利要求1所述的三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，其特征在于，所述金屬絲直徑為1～5000μm，長度為0.1～1000mm。

4.根據權利要求1所述的三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，其特征在于，所述石墨烯的層數為1～20。

5.根據權利要求1至4中任一所述的三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構，其特征在于，所述金屬線采用納米鐵線、納米銅線、納米鈷線、納米鎳線、納米釕線、納米鉬線、納米鈮線、納米鉑線、納米銥線、納米鈀線、納米鈦線、納米鎬線、納米鉈線、納米鎢線、納米釩線或它們的合金納米線；所述金屬絲為鐵絲、銅絲、鈷絲、鎳絲、釕絲、鉬絲、鈮絲、鉑絲、銥絲、鈀絲、鈦絲、鎬絲、鉈絲、鎢絲、釩絲或它們的合金絲。

6.一種權利要求1至5中任一所述的三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：將作為催化模板的金屬線或金屬絲放入化學氣相沉積反應室，導入氫氣和保護氣，加熱至反應溫度400～1200℃后，恒溫0～60分鐘，導入碳源進行反應，反應結束后冷卻至室溫，獲得三維石墨烯/金屬線或金屬絲復合結構。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述碳源為甲烷、乙烯、乙炔、乙烷、丙烷、丙烯或它們的混合氣體的氣態碳源，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或它們的混合液體的液態碳源，或聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷或它們的混合物的固態碳源。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述保護氣為氮氣、氬氣、氦氣或它們的混合氣體。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金屬線由金屬鹽和還原劑采用水熱法制備。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金屬線利用金屬鹽溶液通過電化學沉積制備。

11.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，反應過程中導入保護氣流量為1～1000sccm，氫氣流量為1～500sccm，氣態碳源為1～200sccm。

12.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于，反應過程中導入的保護氣和氫氣氣體流量比為0.1～100，保護氣和氣態碳源氣體流量比為1～1000。

13.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，控制反應時間為1分鐘～20小時。

14.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，冷卻過程控制降溫速率為10～300℃/min。