[發(fā)明專利]石墨烯納米窄帶的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210096863.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103359720A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林曉陽(yáng);姜開(kāi)利;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種石墨烯納米窄帶的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，

設(shè)置一石墨烯膜于該基底的上表面，

間隔設(shè)置兩個(gè)相互平行的條形電極于該石墨烯膜遠(yuǎn)離基底的表面，且與該石墨烯膜電絕緣；

提供一碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，覆蓋于該石墨烯膜遠(yuǎn)離基底的表面，該碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)與所述兩個(gè)條形電極電接觸，該碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)由一碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)與一高分子材料復(fù)合而成，該碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)定向排列的碳納米管束以及分布于所述碳納米管束之間的帶狀間隙，該高分子材料的一部分分布于所述多個(gè)碳納米管束周圍，另一部分分布于所述多個(gè)碳納米管束之間的帶狀間隙；

利用電子束轟擊的方法去除所述分布于多個(gè)碳納米管束周圍的高分子材料，從而露出該多個(gè)碳納米管束；

利用反應(yīng)離子刻蝕該多個(gè)碳納米管束及位于該多個(gè)碳納米管束下方的石墨烯膜，獲得多個(gè)定向排列的石墨烯納米窄帶；以及

利用超聲處理的方法，將殘余的高分子材料與獲得的石墨烯納米窄帶分離。

2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述基底的材料為硅、二氧化硅、碳化硅、石英和玻璃中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述石墨烯膜由單層石墨烯或多層石墨烯組成，其厚度為0.5納米至10納米。

4.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備包括以下步驟：

將所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)覆蓋于所述石墨烯膜遠(yuǎn)離基底的表面；

通過(guò)旋涂、噴涂、刷涂、滾涂或浸涂方式將所述高分子材料的溶液設(shè)置于所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)的表面及所述碳納米管束之間的帶狀間隙中；

通過(guò)烘烤所述基板的方式使所述高分子材料固化，從而完成與所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)的復(fù)合。

5.如權(quán)利要求4所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，在將所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)覆蓋于所述石墨烯膜遠(yuǎn)離基底的表面后，進(jìn)一步包括利用有機(jī)溶劑處理所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)該碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)與所述基底之間的附著力的步驟。

6.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的厚度比所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)的厚度大0.5納米至5納米。

7.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述高分子材料的升華溫度小于等于600攝氏度。

8.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述高分子材料的升華溫度小于等于150攝氏度。

9.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述高分子材料為α,α,α'-三(4-羥苯基)-1-乙基-4-異丙苯。

10.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)由一碳納米管拉膜組成或由多層碳納米管拉膜重疊設(shè)置而成。

11.如權(quán)利要求10所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管拉膜包括多個(gè)首尾相連且定向排列的碳納米管束，以及多個(gè)分布于所述碳納米管束之間且與所述定向排列的方向平行的帶狀間隙。

12.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)的寬度為1厘米至10厘米，厚度為10納米至100微米。

13.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述帶狀間隙的寬度為10納米~500微米。

14.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，所述碳納米管束的寬度為10納米至500微米。

15.如權(quán)利要求1所述的石墨烯納米窄帶的制備方法，其特征在于，利用電子束轟擊的方法去除所述多個(gè)碳納米管束周圍的高分子材料，從而露出該多個(gè)碳納米管束的過(guò)程包括：懸空設(shè)置一電子發(fā)射源于所述碳納米管拉膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的上方，該電子發(fā)射源發(fā)射出高能電子束，該高能電子束包括若干個(gè)電子，該若干個(gè)電子在電場(chǎng)的作用下沿著所述碳納米管拉膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管束的延伸方向被傳輸給所述條形電極，并對(duì)所述碳納米管束周圍的高分子材料進(jìn)行沖擊，所述碳納米管束周圍的高分子材料被去除，從而使所述碳納米管束的表面暴露出來(lái)。