[發明專利]一種碳納米材料清潔石墨烯表面的方法

有效

• 申請號: 201810534499.2
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN110540197B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉忠范;彭海琳;李楊立志;孫祿釗;王可心;張金燦;賈開誠;劉曉婷
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院;北京大學
• 主分類號: C01B32/196
• 分類號: C01B32/196
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 董天寶;于寶慶

本發明提供一種碳納米材料清潔石墨烯表面的方法，包括如下步驟：提供一碳納米材料；使所述碳納米材料與所述石墨烯表面接觸；施加壓力于所述接觸碳納米材料的石墨烯表面；及使所述碳納米材料與所述施加壓力后的石墨烯分離；其中，所述碳納米材料為碳納米墻或碳納米墻復合物。本發明提供的方法簡便易行，對于多種基底上的石墨烯均具有較好的清潔效果，對進一步實現和拓展石墨烯的高端應用具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及石墨烯材料領域，具體涉及碳納米材料清潔石墨烯表面的方法。

背景技術

石墨烯是碳原子以sp²雜化的方式構成的蜂窩狀結構的二維材料，其卓越的力學、電學、光學和熱學性質受到人們的廣泛關注，并且催生出種類繁多的應用。在諸多制備石墨烯的方法中，金屬銅基底催化的化學氣相沉積法(CVD法)可以方便地制備大面積、均勻單層的大單晶石墨烯薄膜，因此成為制備石墨烯的優選方法。

然而，CVD法制備的石墨烯質量并非完美，而是存在著較為嚴重的表面污染問題，這種污染物一方面來源于生長過程中的本征污染，即無定型碳沉積；另一方面來源于轉移過程中造成的高聚物污染。這些污染物會大大降低石墨烯的性能表現，例如增加對電子、聲子的散射，從而降低石墨烯的遷移率和熱導率；污染物也會增加光吸收，從而影響其作為透明電極的性能。

因此，有效清除CVD法制備的石墨烯表面污染物是本領域亟待解決的問題。

需注意的是，前述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發明的背景理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本發明提供一種碳納米材料清潔石墨烯表面的方法，該方法通過利用碳納米材料巨大的比表面積和活性末端與石墨烯表面的污染物產生較強的相互作用，從而清除石墨烯表面的污染物，獲得潔凈的石墨烯表面。該方法對于多種基底上的石墨烯均具有較好的清潔效果，可用于制備潔凈石墨烯，對于進一步實現和拓展CVD法制備石墨烯的高端應用具有重要的意義。

為實現上述目的，本發明所采用如下技術方案：

本發明提供一種石墨烯表面的處理方法，包括如下步驟：

提供一碳納米材料；

使所述碳納米材料與所述石墨烯表面接觸；

施加壓力于所述接觸碳納米材料的石墨烯表面；及

使所述碳納米材料與所述施加壓力后的石墨烯分離；

其中，所述碳納米材料為碳納米墻或碳納米墻復合物。

根據本發明的一個實施方式，所述碳納米墻為負載于載體上并垂直于所述載體平面或切面生長的石墨烯片層陣列，所述載體為粉末狀載體或塊材載體。

根據本發明的一個實施方式，所述碳納米材料為碳納米墻，所述載體為粉末狀載體，其中，使所述碳納米材料與所述石墨烯表面接觸的方式為：所述碳納米材料包埋所述石墨烯表面。

根據本發明的一個實施方式，所述碳納米材料為碳納米墻，所述載體為塊材載體，其中，使所述碳納米材料與所述石墨烯表面接觸的方式為：所述碳納米材料堆疊于所述石墨烯表面上。

根據本發明的一個實施方式，所述碳納米材料為碳納米墻復合物，使所述石墨烯的表面與所述碳納米材料接觸的方式為：所述碳納米材料堆疊于所述石墨烯的表面上。

根據本發明的一個實施方式，所述碳納米墻復合物為碳納米墻、粘結劑及粘結基底的復合物，其中該碳納米墻的載體為粉末狀載體。