[發明專利]一種石墨烯包覆硅烯、制備方法及其使用方法有效
| 申請號： | 201810930600.6 | 申請日： | 2018-08-15 |
| 公開（公告）號： | CN108975318B | 公開（公告）日： | 2022-03-29 |
| 發明（設計）人： | 孫旭輝;聶宇婷 | 申請（專利權）人： | 蘇州大學 |
| 主分類號： | C01B32/186 | 分類號： | C01B32/186;C01B32/194;C01B33/027;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391 | 代理人： | 康正德;薛峰 |
| 地址： | 215123 江蘇省蘇州市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 石墨 烯包覆硅烯 制備 方法 及其 使用方法 | ||
1.一種基于金屬催化制備石墨烯包覆硅烯的方法，其特征在于，包括如下步驟：
將金屬催化基底放置在反應腔體中，去除所述金屬催化基底上的自然氧化層，暴露出金屬層，選擇氣態烴類碳源作為前驅體，通過化學氣相沉積法在所述金屬層上形成石墨烯；
關閉所述反應腔體的所述氣態烴類碳源，通入含硅氣體源以及還原性氣體，使蒸發的硅原子在所述石墨烯表層上外延生長硅烯；
僅關閉所述含硅氣體源，或者同時關閉所述含硅氣體源和所述還原性氣體，并通入所述氣態烴類碳源，以在所述硅烯表面包覆碳原子，從而獲得石墨烯包覆硅烯，所述石墨烯包覆硅烯為球狀，所述石墨烯包覆硅烯的顆粒尺寸為2-150nm；
在獲得所述石墨烯包覆硅烯的整個過程中保持反應溫度在400-1000℃；
在所述石墨烯表層上外延生長硅烯的步驟中反應時間為5-50s，所通入的所述含硅氣體源的氣體流量為2-20sccm，所述還原性氣體的氣體流量為5-30sccm；
在所述硅烯表面包覆碳原子的步驟中反應時間為5-50s，所通入的所述氣態烴類碳源的氣體流量為10-100sccm；
所述金屬催化基底為銅箔；
所述石墨烯包覆硅烯的結構為球狀，由內至外依次包括金屬層、第一石墨烯層、硅烯和第二石墨烯層；
在通過化學氣相沉積法在所述金屬層上形成石墨烯時，在反應腔體中通入還原性氣體，并加入電壓脈沖，以在所述反應腔體中產生等離子體。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在獲得所述石墨烯包覆硅烯的整個過程中保持反應溫度在600-800℃。
3.根據權利要求1-2中任一項所述的方法，其特征在于，在所述硅烯表面包覆碳原子的步驟中，所通入的所述還原性氣體的氣體流量為5-30sccm。
4.一種石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯是由權利要求1-3中任一項所述的方法制備出的，包括金屬層、形成在所述金屬層上的第一石墨烯層、形成在所述第一石墨烯層的外表面的硅烯以及形成在所述硅烯的外表面的第二石墨烯層。
5.根據權利要求4所述的石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯為球狀。
6.根據權利要求4所述的石墨烯包覆硅烯，其特征在于，所述石墨烯包覆硅烯的厚度范圍為2-100nm。
7.一種如權利要求4-6中任一項所述的石墨烯包覆硅烯的使用方法，其特征在于，在使用所述石墨烯包覆硅烯時可利用刻蝕的方法去除金屬層。
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