[發明專利]一種石墨烯薄膜和連續生產石墨烯薄膜的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610005325.8
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105600775B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王忠輝;郭愛華;孔令華
• 申請（專利權）人: 北京旭碳新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/182
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 嚴政,劉兵

1.一種連續生產石墨烯薄膜的方法，包括：

(1)將氧化石墨烯溶液噴涂在連續移動的金屬箔上，同時加熱所述金屬箔以使所述氧化石墨烯溶液成膜并至少部分進行還原，得到涂覆氧化石墨烯層的金屬箔，所述氧化石墨烯層還含有石墨烯；

(2)所述涂覆氧化石墨烯層的金屬箔連續移動通過刻蝕溶液進行金屬箔刻蝕，得到氧化石墨烯薄膜；

(3)將所述氧化石墨烯薄膜連續移動經過清洗和干燥后，進行退火以完全轉變為石墨烯薄膜；

步驟(1)中所述加熱的溫度為120-180℃。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述氧化石墨烯溶液噴涂的速度為4-6mL/min，所述金屬箔、所述涂覆氧化石墨烯層的金屬箔和所述氧化石墨烯薄膜的移動速度為0.5-2cm/min。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述氧化石墨烯溶液的濃度為0.5-5mg/mL，所述氧化石墨烯溶液為化學氧化石墨法制備得到。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述刻蝕溶液為濃度0.5-2mol/L的鹽酸溶液；或者所述刻蝕溶液為含鹽酸與氯化鐵的混合溶液，所述混合溶液中鹽酸濃度為0.5-2mol/L，氯化鐵的濃度為1-3mol/L。

5.根據權利要求3所述的方法，其中，所述刻蝕溶液為濃度0.5-2mol/L的鹽酸溶液；或者所述刻蝕溶液為含鹽酸與氯化鐵的混合溶液，所述混合溶液中鹽酸濃度為0.5-2mol/L，氯化鐵的濃度為1-3mol/L。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述干燥的溫度為80-120℃；所述退火在氬氣存在下進行，所述退火的溫度為900-1200℃。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬箔為銅箔、鋁箔或者鋅箔。

8.一種連續生產石墨烯薄膜的裝置，該裝置包括：

第一卷軸(1)，用于釋放金屬箔；

噴涂機(2)，用于將氧化石墨烯溶液噴涂在來自所述第一卷軸的金屬箔上；

第一加熱臺(3)，用于加熱噴涂在金屬箔上的氧化石墨烯溶液；

第一玻璃槽(4)，用于盛裝刻蝕溶液以刻蝕來自所述第一加熱臺的金屬箔，得到氧化石墨烯薄膜；

第二玻璃槽(5)，用于盛裝清洗液以清洗來自所述第一玻璃槽的氧化石墨烯薄膜；

第二加熱臺(6)，用于將來自所述第二玻璃槽的氧化石墨烯薄膜進行干燥；

高溫爐(7)，用于將來自所述第二加熱臺的氧化石墨烯薄膜在氬氣存在下進行退火，得到石墨烯薄膜；以及

第二卷軸(8)，用于收集來自所述高溫爐的石墨烯薄膜；

其中，第一卷軸(1)和第二卷軸(8)轉動使金屬箔、氧化石墨烯薄膜和石墨烯薄膜連續移動，實現石墨烯薄膜的連續生產；

第一加熱臺(3)在金屬箔的下方，噴涂機(2)在金屬箔的上方且對應第一加熱臺(3)。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中，第二加熱臺(6)在氧化石墨烯薄膜的下方。