本发明专利技术提供了一种石墨烯/金属复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：A)将附有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行原位还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜；B)将所述金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜中的金属粒子/石墨烯薄膜转移至目标基底，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的复合薄膜。本发明专利技术所提供的制备方法将金属粒子原位还原在石墨烯薄膜上，节省了复合流程并且金属粒子在石墨烯薄膜上可以形成良好的分散，降低了石墨烯/金属复合薄膜的方阻。制备得到的石墨烯/金属复合薄膜中金属粒子夹在石墨烯薄膜与目标基底之间，被很好地保护起来，大大增强了复合薄膜方阻的时间稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨稀
，具体涉及一种石墨稀/金属复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以Sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面二维材料，是单个碳原子厚度的二维材料，其厚度为0.334nm。石墨烯作为一种半金属材料其特殊的孔隙结构，决定了其具有柔性的特点。石墨烯内部载流子浓度高达1013cm 2，其理论迀移率能达到200000cmyv.s，而且单层石墨稀的透光率达到97.7%。石墨稀这些特殊的性能使其在电子信息、能源新材料以及军事工业领域显示出广阔的应用前景。尤其在透明导电薄膜领域，石墨烯兼具优良的光学、力学和机械特性使其成为最佳的下一代透明导电薄膜替代材料。但目前石墨烯还存在阻抗较高的问题，极大限制了其在透明导电薄膜领域的应用。常规的方法是通过掺杂的方法使得导电性进一步提高，但是其性能提升还比较有限。而通过石墨烯与金属的复合可以利用金属材料的优良导电性来桥架石墨烯薄膜的缺陷，从而大幅提升石墨烯薄膜的导电特性。目前石墨稀与金属复合制备石墨稀/金属复合薄膜，需要通过将金属纳米结构涂布在石墨烯或者衬底上，其中，金属纳米颗粒需要另外合成，流程复杂；并且，金属纳米离子在涂布时容易发生团聚，从而增大了石墨烯/金属复合薄膜的方阻，并且方阻的时间稳定性较差，因此寻找一种简单易用的石墨烯/金属复合方法是突破石墨烯薄膜性能瓶颈的重要部分。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供，本专利技术提供的制备方法简单，制备得到的石墨烯/金属复合薄膜方阻低，并且具备良好的时间稳定性。本专利技术提供了一种石墨烯/金属复合薄膜的制备方法，包括以下步骤:A)将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜；B)将所述金属粒子/石墨稀薄膜/生长基底的复合薄膜中的金属粒子/石墨稀薄膜转移至目标基底，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的石墨烯/金属复合薄膜。优选的，所述生长基底选自铜基底或镍基底。优选的，所述还原液中的水溶性金属盐为氯金酸、氯金酸钠、硝酸银、氯铂酸、氯铂酸钠中的一种或多种。 优选的，所述还原液中的水溶性金属盐为氯金酸、氯铂酸中的一种或多种。优选的，所述还原液中金属离子的浓度为0.001mg/L?lg/L。优选的，所述还原液中金属离子的浓度为0.01mg/L?0.5g/L。优选的，所述还原液中金属离子的浓度为0.05mg/L?0.lg/L优选的，还原反应的时间为1s?24h。优选，所述还原反应的时间为Imin?lh。优选的，所述长有石墨烯薄膜的生长基底按照下述方法进行制备:将生长基底放入反应炉，然后向反应炉中通入反应气体进行反应，得到附有石墨烯薄膜的生长基底；所述反应气体包括氢气和气态碳源。优选的，所述目标基底选自PET、PE、PC、PVC、玻璃、硅片或石英。优选的，所述步骤B)具体为: 采用粘结剂将所述金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜与目标基底贴合后，再将所述生长基底刻蚀，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的石墨烯/金属复合薄膜。优选的于，所述粘结剂选自热熔胶、UV光固胶或聚酯类粘结剂。优选的，所述刻蚀的刻蚀液选自过硫酸铵。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的石墨烯/金属复合薄膜，方阻为170 ?250 Ω / 口。与现有技术相比，本专利技术提供了一种石墨烯/金属复合薄膜的制备方法，包括以下步骤:A)将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入带有金属离子的还原溶液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜；B)将所述金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜中的金属粒子/石墨烯薄膜转移至目标基底，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的石墨烯/金属复合薄膜。本专利技术将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入带有金属离子的还原溶液中，石墨烯与生长基底以及带有金属离子的还原溶液形成原电池体系。由于所述生长基体的金属元素比还原液中的金属离子的金属元素的还原性强，因此还原液中的金属离子可以被还原成纳米尺寸的金属粒子，金属盐被还原成金属单质后形成的稳定、均匀、呈单一分散状态悬浮在液体中的金属溶胶。在原电池的作用机理下，所述还原液中的金属离子被原位还原后极易吸附在石墨烯表面，从而形成了石墨烯/金属复合薄膜。这种方法节省了复合流程并且金属粒子在石墨烯薄膜上可以形成良好的分散，降低了石墨烯/金属复合薄膜的方阻。制备得到的石墨烯/金属复合薄膜中金属粒子夹在石墨烯薄膜与目标基底之间，被很好地保护起来，大大增强了复合薄膜方阻的时间稳定性。结果表明，本专利技术提供的石墨烯/金属复合薄膜的方阻为170?250Ω/ □，将所述石墨烯/金属复合薄膜放置一个月后方阻变化很小。【附图说明】图1为本专利技术实施例2制备的石墨烯/金属复合薄膜的SEM图；图2为本专利技术实施例3制备的石墨烯/金属复合薄膜的SEM图；图3为本专利技术实施例4制备的石墨烯/金属复合薄膜的SEM图。【具体实施方式】本专利技术提供了一种石墨烯/金属复合薄膜的制备方法，包括以下步骤:A)将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜；B)将所述金属粒子/石墨稀薄膜/生长基底的复合薄膜中的金属粒子/石墨稀薄膜转移至目标基底，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的石墨烯/金属复合薄膜。本专利技术首先将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜。在本专利技术中，所述长有石墨烯薄膜的生长基底按照下述方法进行制备:将生长基底放入反应炉，然后向反应炉中通入反应气体进行反应，得到附有石墨烯薄膜的生长基底；所述反应气体包括氢气和气态碳源。本专利技术将生长基底放入反应炉中，其中，所述生长基底选自Cu基底或Ni基底，优选为Cu基底。所述反应炉优选为化学气相沉积炉。将生长基底放入反应炉后，向所述反应炉中通入反应气体进行反应。在本专利技术中，所述反应气体包括氢气和气态碳源，其中，所述气态碳源选自甲烷和/或乙烯。反应气体中，所述氢气与所述气态碳源的体积比优选为I?500:0.1?100，更优选为50?100:10?20。所述反应的温度优选为800?1200°C，更优选为900?1100°C，最优选为1000?109CTC。所述反应的时间优选为Imin?60min，更优选为1min?20min。反应结束后，得到长有石墨烯薄膜的生长基底。将所述长有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜。在本专利技术中，所述还原液为带有金属离子的还原液，所述带有金属离子的还原液按照下述方法进行配置:将水溶性金属盐溶解于去离子水中，混合均匀，得到带有金属离子的还原液。在本专利技术中，水溶性金属盐优选为氯酸盐或硝酸盐。更优选为氯金酸、氯金酸钠、硝酸银、氯铂酸、氯铂酸钠中的一种或多种。更优选为氯金酸、氯铂酸中的一种或多种。所述生长基底所用的金属的还原性强于所述可溶性金属化合物中金属的还原性，所述可溶性金属化合物中金属优选为银、铂和金中的一种或多种，即所述金属离子优选为银离子、铂离子和金离子中的一种或多种。优选的，所述还原液中金属离子的浓度为0.001mg/L?lg/L ;更优选的，所述还原液中金属离子的浓度为0.01mg/L?0.5g/L ;最优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯/金属复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将长有石墨烯薄膜的生长基底浸入还原液中进行还原反应，得到金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜；B)将所述金属粒子/石墨烯薄膜/生长基底的复合薄膜中的金属粒子/石墨烯薄膜转移至目标基底，得到目标基底/金属粒子/石墨烯薄膜的石墨烯/金属复合薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈黎，汪伟，刘兆平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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