一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤，首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；然后将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；最后采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。本发明专利技术能够在石墨烯薄膜表面形成高导电图形，而且所形成的高导电图形形状任意，特别是高导电线路与石墨烯薄膜之间结合力良好，且高导电图形自身可具有良好的柔性。同时，本发明专利技术提供的制备方法，不仅工艺过程简单易行，还能与石墨烯薄膜的工艺过程匹配，易于大规模产业化应用。

Preparation method of graphene composite film with conductive surface

The present invention provides a method for preparing graphene composite film with conductive lines, which comprises the following steps, the first conductive line is formed on the surface of the first substrate, substrate material; then the surface with conductive lines on the substrate material on the above steps, graphene film composite layer or layers, and then the second substrate is combined on the surface of graphene films, obtained intermediate product; finally using chemical etching method to remove the intermediate of the first substrate, the graphene composite film with conductive lines. The invention is capable of forming high conductive pattern on the surface of graphene films, and the formation of the high conductive pattern of arbitrary shape, especially between the high line and conductive graphene films with good adhesion, and high conductive pattern itself has good flexibility. At the same time, the preparation method provided by the invention not only has simple process, but also matches the process of graphene film, and is easy to be industrialized in large scale.

【技术实现步骤摘要】
一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法
本专利技术属于石墨烯复合薄膜
，涉及一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，尤其涉及一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。它是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。作为一种由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，它是目前进入应用领域中最薄的材料和最强韧的材料，断裂强度比钢材还要高200倍，还有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％；同时石墨烯具有巨大的理论比表面积，物理化学性质稳定，可在高工作电压和大电流快速充放电下保持很好的结构稳定性，同时，石墨烯还具有优异的导电性，可以降低内阻，提高超级电容器的循环稳定性；而且石墨烯如果能够制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍；另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。并且非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。正是由于石墨烯具有上述诸多的优异物理化学性质，其在储能材料，环境工程，灵敏传感方面被广泛应用，被称为“黑金”或是“新材料之王”，而且潜在的应用前景广大，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点。正是由于石墨烯具有优异的力、热、光和电性质，使其在电子器件、光电转换、显示等领域具有重大的应用潜力。现有的石墨烯应用于电子电气相关的应用时，一般需要在石墨烯表面制备电极。目前在石墨烯表面制备电极的方式往往采用铟、导电银浆等形成。如在申请号为201510203320.1的专利中，采用导电银浆在石墨烯表面通过丝网印刷形成电极。但是这种方式有以下不足：1，工艺步骤多，在印刷导电银浆的过程中，很可能造成石墨烯薄膜的破损。2，导电银浆印刷后形成的电极一般需要通过烘干固化。3，石墨烯表面化学活性较低，导电银浆和石墨烯薄膜的结合力弱，容易脱落。4，导电银浆固化后形成的电极不具备柔性，弯曲后易开裂破损，不适于柔性电子电气领域的应用。因此，如何得到一种更合适的石墨烯表面制备电极的方式，能够克服上述缺陷，同时技术方案简单易于实现，已成为领域内诸多一线研发人员亟待解决的问题。
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一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，特别是一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，本专利技术制备的表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜，具备柔性，能够形成与石墨烯薄膜之间结合力良好的高导电图形，而且技术方案简单易于实现。本专利技术提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。优选的，所述第一基板的材质包括铜、铁和钴中的一种或多种构成的合金；所述导电线路的材质包括镍、铂、金、钛和钌中的一种或多种构成的合金。优选的，所述形成的方式包括电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀和离子注入中的一种或多种。优选的，所述复合的方式包括化学气相沉积、偏析法和外延生长法中的一种或多种。优选的，所述第一基板的厚度为5～200μm；所述第二基板的厚度为5～200μm；所述石墨烯薄膜的厚度为0.34～10nm；所述多层石墨烯薄膜的层数包括2～10层。优选的，所述结合第二基板中的结合方式包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种。优选的，所述结合第二基板中的结合方式包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种。优选的，所述化学刻蚀法用刻蚀试剂包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硝酸铜、硫酸铜、过硫酸铵、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。优选的，所述第二基板的材质包括石英、玻璃和塑料中的一种或多种；所述第二基板包括透明基板。优选的，所述塑料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸纤维素、溴化苯氧基、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚芳脂、聚砜和聚烯烃中的一种或多种。本专利技术提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤，首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；然后将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；最后采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。与现有技术相比，本专利技术针对现有的丝网印刷形成电极的方式工艺步骤多、导电银浆和石墨烯薄膜的结合力弱，容易脱落以及不具备柔性，不适于柔性电子电气领域的应用等缺陷。本专利技术采用直接或间接的转移方式，能够在石墨烯薄膜表面形成高导电图形，而且所形成的高导电图形形状任意，特别是高导电线路与石墨烯薄膜之间结合力良好，且高导电图形自身可具有良好的柔性，有效的解决了传统的丝网印刷方法的弊端。同时，本专利技术提供的制备方法，不仅工艺过程简单易行，还能与石墨烯薄膜的工艺过程匹配，易于大规模产业化应用。实验结果表明，本专利技术制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜，电阻远低于导电银浆印刷形成的同样尺寸电极的电阻，为导电银浆电阻的1/5至1/20，同样尺寸为200mm长、宽度为5mm、厚度为0.01mm的电极，本方法形成电极的电阻为0.2～1Ω，而通过导电银浆印刷形成相同形状的电极，电阻为3～20Ω。附图说明图1为本专利技术实施例1步骤a形成的产品的俯视结构示意图；图2为本专利技术实施例1步骤b形成的产品的层结构示意图；图3为本专利技术实施例1步骤c形成的产品的层结构示意图；图4为本专利技术实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜的层结构示意图。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术优选采用分析纯、导电设备或石墨烯制备领域常规的纯度要求。本专利技术所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。本专利技术提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。本专利技术首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料。本专利技术对所述第一基板的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的基板材质即可，本领域技术人员可以根据实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板的材质包括铜、铁和钴中的一种或多种构成的合金；所述导电线路的材质包括镍、铂、金、钛和钌中的一种或多种构成的合金。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成的方式包括电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀和离子注入中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合的方式包括化学气相沉积、偏析法和外延生长法中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板的厚度为5～200μm；所述第二基板的厚度为5～200μm；所述石墨烯薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晓航，汪伟，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波柔碳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33