[發明專利]一種石墨烯及其制備方法、應用

無效

• 申請號: 201410477266.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104261389A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張小英
• 申請（專利權）人: 蘇州經貿職業技術學院
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 魏秀莉

技術領域

本發明屬于石墨烯技術領域，涉及一種石墨烯及其制備方法、應用，尤其涉及一種CVD法的石墨烯及其制備方法、應用。?

背景技術

我們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。石墨烯具有優異的力學、光學和電學性質，結構非常穩定，迄今為止研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況，碳原子之間的連接非常柔韌，比鉆石還堅硬。如果用石墨烯制成包裝袋，它將能承受大約兩噸重的物品；幾乎完全透明，卻極為致密、不透水、不透氣，即使原子尺寸最小的氦氣也無法穿透；導電性能好，石墨烯中電子的運動速度達到了光速的1/300，導電性超過了任何傳統的導電材料；化學性質類似石墨表面，可以吸附和脫附各種原子和分子，還有抵御強酸強堿的能力。?

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發明內容

要解決的技術問題：目前采用化學沉積法制備石墨的方法較多，但是大多數的化學沉積法制備得到的石墨烯比表面積較小，且載流子遷移率較低，因此需要一種新的石墨烯的制備方法。?

技術方案：針對上述問題，本發明公開了一種石墨烯的制備方法，所述的石墨烯的制備方法包括以下步驟：?

（1）取二氧化硅片，分別用丙酮、乙醇進行進行超聲清洗；

（2）通過磁控濺射的方式將銅鎳合金濺射在二氧化硅片上；

（3）將濺射上銅鎳合金的二氧化硅片用丙酮和乙醇溶液再次超聲清洗，然后烘干；

（4）將管式爐溫度設定為850℃-950℃，將步驟（3）烘干后的襯底放入管式爐中，通氬氣；

（5）溫度穩定后，向管式爐中注射乙炔；

（6）將管式爐溫度降低至室溫；

（7）從管式爐中取出樣品，超聲清洗后制備得到石墨烯。

優選的，一種石墨烯的制備方法，包括以下步驟：?

（1）取二氧化硅片，分別用丙酮、乙醇進行進行超聲清洗，超聲功率為200w；

（2）通過磁控濺射的方式將銅鎳合金濺射在二氧化硅片上，磁控濺射后冷卻20-30min；

（3）將濺射上銅鎳合金的二氧化硅片用丙酮和乙醇溶液再次超聲清洗，超聲功率為300w，超聲時間為5min，然后將其在60℃-70℃下烘干；

（4）將管式爐溫度設定為850℃-950℃，將步驟（3）烘干后的襯底放入管式爐中，通氬氣，氬氣流速為200-300sccm；

（5）溫度穩定后，向管式爐中注射乙炔；

（6）將管式爐溫度降低至室溫，降溫速率為50-60℃/min；

（7）從管式爐中取出樣品，超聲清洗后制備得到石墨烯。

進一步優選的，所述的一種石墨烯的制備方法，包括以下步驟：?

（1）取二氧化硅片，分別用丙酮、乙醇進行進行超聲清洗，超聲功率為200w；

（2）通過磁控濺射的方式將銅鎳合金濺射在二氧化硅片上，磁控濺射后冷卻30min；

（3）將濺射上銅鎳合金的二氧化硅片用丙酮和乙醇溶液再次超聲清洗，超聲功率為300w，超聲時間為5min，然后將其在65℃下烘干；

（4）將管式爐溫度設定為900℃，將步驟（3）烘干后的襯底放入管式爐中，通氬氣，氬氣流速為300sccm；

（5）溫度穩定后，向管式爐中注射乙炔；

（6）將管式爐溫度降低至室溫，降溫速率為50℃/min；

（7）從管式爐中取出樣品，超聲清洗后制備得到石墨烯。

優選的，所述的一種石墨烯的制備方法，通入的氬氣的純度在99.9%以上。?

所述的一種石墨烯的制備方法制備得到的石墨烯。?

所述的石墨烯在制備電池中的應用。?

有益效果：本發明的制備方法通過對化學沉積法制備石墨烯過程中的參數進行優化，得到具有較高比表面積和較高的載流子遷移率的石墨烯，提高了制備得到的石墨烯的性能，擴大了其在電池中的應用范圍。?

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具體實施方式

實施例1?

（1）取二氧化硅片，分別用丙酮、乙醇進行進行超聲清洗，超聲功率為200w；

（2）通過磁控濺射的方式將銅鎳合金濺射在二氧化硅片上，磁控濺射后冷卻30min；

（3）將濺射上銅鎳合金的二氧化硅片用丙酮和乙醇溶液再次超聲清洗，超聲功率為300w，超聲時間為5min，然后將其在65℃下烘干；