[發明專利]石墨烯及其制備方法

有效

• 申請號: 201710513321.5
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107188161B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 李青;劉思樺;李赫然;王忠輝
• 申請（專利權）人: 北京旭碳新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186
• 代理公司: 11283 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 嚴政;劉依云

1.一種制備石墨烯的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將襯底加熱至石墨烯的生長溫度并進行退火處理；

(2)向反應體系通入有機碳源和氫氣，在步驟(1)所得襯底表面進行石墨烯的生長；

(3)冷卻步驟(2)所得襯底；

其中，步驟(1)中，所述加熱的升溫速率為15-50℃/min，所述退火的時間為1-30分鐘，步驟(2)中，所述有機碳源和氫氣的通入流量比為1:(3-10)，步驟(3)中，所述冷卻的降溫速率為15-50℃/min，

步驟(2)中，所述有機碳源的通入流量為1-20sccm，所述氫氣的通入流量為1-100sccm，

對襯底的加熱過程采用分步升溫加熱，先將所述襯底在氫氣的氛圍下加熱至700-800℃，然后關閉氫氣，再繼續將所述襯底加熱至石墨烯的生長溫度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機碳源為烴類氣體。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機碳源為甲烷、乙烯和乙炔中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機碳源為甲烷。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨烯的生長溫度為900-1050℃，生長壓力為1-200Pa，生長時間為1-60分鐘。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底為過渡金屬族的金屬或合金。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底為Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu和Au中的一種或任意組合。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底為Cu。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：步驟(1)中對所述襯底進行加熱之前，使用預處理液對所述襯底進行預處理。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述預處理液為可溶性鐵鹽、酸性液體和有機試劑中的至少一種。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述可溶性鐵鹽為硝酸鐵和氯化鐵中的至少一種，所述酸性液體為過硫酸銨、醋酸和鹽酸中的至少一種，所述有機試劑為丙酮和異丙醇中的至少一種。

12.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述預處理的方式為靜置浸泡或超聲清洗。

13.由權利要求1-12中任意一項所述的方法制備的石墨烯。