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专利号: 2021103080031
申请人: 江西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将成卷基材一端贯穿反应腔后固定在转轴上,然后将成卷基材连同反应腔和转轴整体密封;其中,所述反应腔包括次温区和若干高温区;

S2、对反应腔抽真空,随后向反应腔通入反应所需的一种或多种辅助性气体;

S3、运行温控程序,使次温区的温度升至600~900℃,高温区的温度升至700~1100℃;

S4、当次温区的温度升至200℃及以上时,调节辅助性气体的比例,使反应腔内的压力稳定;当次温区的温度升至步骤S3的目标温度时,开启等离子体,开启转动使基材在转轴的转动收卷作用下移动,在动态基材上形成垂直石墨烯;

S5、反应结束,关闭等离子体源,随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S1中所述基材为金属类基材或固态含碳基材。

3.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S2中:

将所述反应腔的压力抽至0.04mbar及以下;

所述辅助性气体包括氢气、氦气、氮气、氖气、氩气、氨气中的一种或多种,通气时间为5~50min。

4.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S3中:

所述次温区的升温速率为2~20℃/min;

所述高温区的升温速率为5~30℃/min。

5.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S4中:

所述压力的区间范围为0.04~1mbar;

所述等离子体的功率为300~600W;

所述等离子体包括微波、射频或直流激发的等离子体。

6.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S4中:

所述基材在反应腔内的平均停留时间为90~480min;

所述基材的移动速率为1~8mm/min。

7.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S4中还包括:通入含碳气体,并调节含碳气体与辅助性气体的比例,使压力稳定在一定区间范围内。

8.根据权利要求8所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S4中所述含碳气体与辅助性气体比值为0.5~3。

9.根据权利要求1所述的一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法,其特征在于,步骤S5中所述冷却为随炉冷却至150℃以下。

10.一种垂直石墨烯薄膜,其特征在于,根据权利要求1~9中任一项所述的方法制得。