【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热薄膜领域，更具体地，涉及一种低温制备的金属掺杂石墨烯薄膜作为散热薄膜的应用。
技术介绍
1、石墨烯是一种具有高导热性的二维材料，其热导率远高于其他材料，使其成为优秀的散热材料。石墨烯薄膜还具有较低的表面能和较高的透明性，使其能够与空气或其他散热介质充分接触，增加热量的传导和散发。在中国专利技术专利说明书cn116675221a中公开了一种高电导率高热导率石墨烯膜及其制备方法与应用，以大尺寸氧化石墨为原料，采用高速剪切分散制浆、真空脱泡、涂布成膜、适温干燥等步骤得到厚度可调的氧化石墨烯膜；随后利用平板硫化机对氧化石墨烯膜进行梯度变压热压预还原；接着将热压之后的薄膜高温石墨化，最后通过冷压得到石墨烯膜。专利技术专利cn105899053a中公开了一种由石墨、石墨烯及金属离子制成石墨烯散热薄膜，利用石墨稀与金属离子的结合，形成纵横式的石墨烯分布格局，以达到全面散热和导热作用，由此具有良好的散热效果。在这两种石墨烯散热薄膜的制备过程中涉及浆料的制备，真空脱泡，高温热压，化合物的添加等工艺，制备流程复杂。急需开发相应的技术手段，以制备绿色简单高效的石墨烯薄膜的制备方法。
2、公开号为cn107089656b的专利申请中，通过氧化石墨烯与活性金属之间的氧化还原反应结合高温煅烧和酸洗原位形成石墨烯纳米筛薄膜，用于柔性交流线性滤波电容器。但是该专利中涉及高温煅烧(450～900℃)和酸洗金属等工艺，制备方法繁杂，环境不友好等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上
2、根据本专利技术第一方面，提供了一种低温制备的金属掺杂石墨烯薄膜作为散热薄膜的应用，所述金属掺杂石墨烯薄膜的制备方法为：将金属板浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，在低温20℃-40℃条件下，使得氧化石墨烯与金属板发生氧化还原反应，从而在金属板表面形成均匀连续的还原氧化石墨烯薄膜，并使得氧化还原反应得到的金属氧化物纳米颗粒自发原位沉积在还原氧化石墨烯薄膜上。
3、优选地，所述金属板为铜板、铁板、钴板、镍板、锌板或锡板，或者所述金属板为铜、铁、钴、镍、锌和锡中的至少两种金属的合金板。
4、优选地，所述水溶液中还含有添加剂。
5、优选地，所述添加剂为碳纳米管、碳纳米球、罗丹宁、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
6、优选地，所述反应的时间为5min-24h。
7、优选地，所述水溶液中氧化石墨烯的浓度为0.1mg/ml～20mg/ml。
8、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案和现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
9、(1)本专利技术通过金属基底与石墨烯溶液的热力学诱导自发氧化还原反应，实现石墨烯自发组装与原位掺杂组装来实现石墨烯复合薄膜制备，利用金属基底表面自发组装的石墨烯薄膜中掺杂有大量的超细金属氧化物纳米粒子，而这些负载在石墨烯纳米片表面的金属氧化物纳米粒子在高温下具有原位碳热还原造孔的作用。与传统石墨烯薄膜电极相比，石墨烯纳米筛表面丰富的孔结构使得其作为电极材料时拥有更大的比表面积。并且利用这一印刷技术，本专利技术低温制备了散热膜，具备较高的散热系数。
10、(2)本专利技术制备的石墨烯散热薄膜，该薄膜利用氧化石墨烯与金属箔之间的氧化还原反应，在金属片表面形成均匀连续的还原氧化石墨烯薄膜，并实现金属氧化物纳米颗粒自发原位沉积在石墨烯片层上。制备过程简单，该方法可用来大规模制备复合石墨烯薄膜。
11、(3)本专利技术通过选用金属基材作为氧化石墨烯复合薄膜的载体，一方面通过热力学诱导自发氧化还原反应，促进氧化石墨烯组装，同时进行金属掺杂，另一方面，干燥后的复合薄膜具有高机械性能，膜层极易从金属基底上剥离而不会对其造成损坏，并且金属基底在清洗后能循环使用。
12、(4)本专利技术“限域化学印刷技术”的技术方案中，摆脱了现有技术中对高温条件或有毒还原试剂的依赖，同时通过精准控制基底的材料选择、面积，反应时间与温度，可以精准调控得到面积厚度可控的薄膜产品，此外，还能够很好地解决现有技术中石墨烯薄膜及其复合薄膜难以转移的技术难题。
13、(5)按照本专利技术的制备方法不仅能够在常温下即可实现基于柔性基底的石墨烯薄膜及其他各类石墨烯复合薄膜的制备，而且操作简单、便于操控、成本低、对环境无污染，所制得的薄膜产品具有柔韧性、平整度和高散热系数等技术特点，因而尤其适用于大批量的工业化生产用途。
14、(6)本专利技术优选地，在铜箔上生长的石墨烯薄膜导热系数在1600w m-1k-1以上，可以有效地将热量从电子器件等热源中传导出来，这些特性使得铜箔上生长的石墨烯薄膜在高功率电子器件、集成电路和led照明、oled等领域具有广泛的应用前景。
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1.一种低温制备的金属掺杂石墨烯薄膜作为散热薄膜的应用，其特征在于，所述金属掺杂石墨烯薄膜的制备方法为：将金属板浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，在低温20℃-40℃条件下，使得氧化石墨烯与金属板发生氧化还原反应，从而在金属板表面形成均匀连续的还原氧化石墨烯薄膜，并使得氧化还原反应得到的金属氧化物纳米颗粒自发原位沉积在还原氧化石墨烯薄膜上。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属板为铜板、铁板、钴板、镍板、锌板或锡板，或者所述金属板为铜、铁、钴、镍、锌和锡中的至少两种金属的合金板。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水溶液中还含有添加剂。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述添加剂为碳纳米管、碳纳米球、罗丹宁、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述反应的时间为5min-24h。
6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水溶液中氧化石墨烯的浓度为0.1mg/mL～20mg/mL。
【技术特征摘要】
1.一种低温制备的金属掺杂石墨烯薄膜作为散热薄膜的应用，其特征在于，所述金属掺杂石墨烯薄膜的制备方法为：将金属板浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，在低温20℃-40℃条件下，使得氧化石墨烯与金属板发生氧化还原反应，从而在金属板表面形成均匀连续的还原氧化石墨烯薄膜，并使得氧化还原反应得到的金属氧化物纳米颗粒自发原位沉积在还原氧化石墨烯薄膜上。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属板为铜板、铁板、钴板、镍板、锌板或锡板，或者所述金属板为铜...
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