[發明專利]一種耐磨石墨烯表面改性方法

有效

• 申請號: 201310172642.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103225076A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 吳紅艷;顧正彬;徐林華;王俊峰;郭亦佳
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C16/26;C23C16/56;C23C14/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種耐磨石墨烯表面改性方法，該方法包括以下步驟：

1）化學氣相沉積法制備石墨烯：

2）石墨烯表面嵌入柱狀的陣列結構：

所述石墨烯表面嵌入柱狀的陣列結構分為以下幾步：

第一步，將石墨烯及襯底放入磁控濺射爐內，石墨烯表面放置金屬掩膜板，金屬掩膜板設有呈陣列排布的孔，源極為99.99%純金屬靶；

第二步，打開真空泵，將磁控濺射爐內抽到極限真空1.0～5.0×10^-5Pa，充入氬氣到2～6Pa，對試樣進行1～3分鐘左右預轟擊；

第三步，室溫狀態下，以30～80W功率進行濺射，濺射時間為10～15min；

第四步，關閉源極電源，將爐內抽到極限真空，冷卻到室溫出爐。

2.根據權利要求1述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，所述化學氣相沉積法制備石墨烯分為以下幾步：

第一步，銅箔表面預處理：先將10～30μm銅箔放入管式爐中，以10～20℃/min的升溫速度從室溫加溫至1000℃，保持30～60?min，整個過程中以l5sccm通氫氣；

第二步，石墨烯生長的過程：停通氫氣，繼續以20sccm通入甲烷，在1000℃處理10min；停通甲烷，繼續以l5sccm通氫氣，以100℃/min速度降至室溫，銅箔表面長有石墨烯；

第三步，銅箔上石墨烯的轉移過程：把長有石墨烯的銅箔表面旋涂質量濃度為3%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），經120℃烘干10min，然后再將涂有PMMA的銅箔轉移至5mol/L的FeCl₃溶液中浸泡2小時除去多余銅箔獲得PMMA/石墨烯，經3-5次去離子水沖洗之后，將PMMA/石墨烯薄膜轉移到襯底表面，最后把PMMA/石墨烯和襯底置于80℃純丙酮溶液中溶解去除PMMA，獲得轉移在襯底上的石墨烯。

3.根據權利要求1或2所述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，所述金屬掩模板材質為金，銀，銅或鋁材質。

4.根據權利要求3所述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，所述金屬靶采用Cu，Pt，Sn，Al或Zn。

5.根據權利要求3所述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，掩模板上分布有呈陣列排布的圓孔。

6.根據權利要求3所述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，所述襯底采用SiO₂/Si襯底。

7.根據權利要求3所述的耐磨石墨烯表面改性方法，其中，所得石墨烯薄膜厚度在0.7～3nm。