[發明專利]一種自支撐石墨烯膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810752835.0
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108793124B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 高超;彭蠡;劉一晗;郭燕
• 申請（專利權）人: 杭州高烯科技有限公司;浙江大學
• 主分類號: C01B32/182
• 分類號: C01B32/182;C01B32/198
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

本發明提供一種自支撐石墨烯膜的制備方法，該方法先采用介質剝離方法將石墨烯膜從AAO基底膜上剝離，然后利用一基底將漂浮于水面的石墨烯膜從下往上撈起，使得石墨烯膜平鋪于基底表面，且石墨烯膜與基底之間具有一層水介質。將表面載有石墨烯膜的基底進行冷凍干燥，石墨烯膜自支撐，且與基底分離。本發明避開了還原剝離、刻蝕剝離兩種剝離手段，保證剝離得到的石墨烯膜不受任何破壞，保持其在AAO基底膜上的原有形態、結構和性能。同時，對AAO基底膜也沒有產生任何破壞，可重復利用。這種剝離方法適用于超薄膜，通過上述方法剝離后的超薄膜經冷凍干燥后，即可實現自支撐。

技術領域

本發明涉及膜制備領域，尤其涉及一種自支撐石墨烯膜的制備方法。

背景技術

石墨烯膜具有極大的電子遷移率、極高的強度、優異的化學修飾性等，被譽為未來的材料。目前，納米厚度石墨烯在導電薄膜、光電器件、聲波探測、氣體探測等領域表現出巨大的應用優勢，并有望工業化制備。其中納米厚度石墨烯膜分為CVD石墨烯和氧化石墨烯基納米石墨烯兩種。氧化石墨烯是由占世界儲量70％的石墨氧化制備而來，價格低廉。

納米石墨烯膜的剝離方法主要有以下幾種：

其一、刻蝕法，通過抽濾、鋪膜等方法制備附有基底的氧化石墨烯膜并通過刻蝕劑，刻蝕基底，得到獨立自支撐的納米厚度石墨烯膜；其二、固相轉移法，通過固相物質的熱脹冷縮來剝離石墨烯和基底；其三，溶劑沉淀法，利用濕法紡絲的方法，將氧化石墨烯膜在凝固浴中沉積，并和基底脫離；其四，化學還原轉移法，通過抽濾，化學還原減少接觸面積，然后表面張力剝離。

但是所有的方法，要么需要多余的化學試劑，要么需要有機溶劑，不能做到完全的綠色過程。此外，以上四種方法中只有固相轉移法可以制備空氣中獨立自支撐的石墨烯膜，但是其需要化學試劑樟腦的參與。為此，我們發明了一種綠色分離以及獨立自支撐過程，整個過程只需要水的參與，為獨立自支撐石墨烯的制備提供了一種新思路。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種自支撐石墨烯膜的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種自支撐石墨烯膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將石墨烯膜從AAO基底膜上剝離，具體為：將表面貼合有石墨烯膜的AAO基底膜以石墨烯膜所在的面朝上，置于水面上；按壓AAO基底膜，使得AAO基底膜下沉，石墨烯膜漂浮于水面。

(2)利用一基底將漂浮于水面的石墨烯膜從下往上撈起，使得石墨烯膜平鋪于基底表面，且石墨烯膜與基底之間具有一層水介質。

(3)將表面載有石墨烯膜的基底進行冷凍干燥，石墨烯膜自支撐，且與基底分離。

進一步地，所述步驟1中，按壓位置為AAO基底膜的邊緣。

進一步地，所述石墨烯膜的厚度為4nm。

進一步地，所述石墨烯膜為氧化石墨烯膜或還原后的氧化石墨烯膜。

進一步地，所述AAO基底膜的表面的孔隙率不小于40％。

進一步地，步驟2中所述的基底為疏水基底。

進一步地，步驟2中所述的基底的上表面具有凹陷區域。

本發明的有益效果在于：本發明避開了還原剝離、刻蝕剝離兩種剝離手段，保證剝離得到的石墨烯膜不受任何破壞，保持其在AAO基底膜上的原有形態、結構和性能。同時，對AAO基底膜也沒有產生任何破壞，可重復利用。這種剝離方法適用于超薄膜，通過上述方法剝離后的超薄膜經冷凍干燥后，即可實現自支撐。

附圖說明

圖1為AAO基底膜剝離石墨烯膜的流程示意圖。

圖2為實施例1AAO基底膜剝離石墨烯膜的實驗過程圖。