申请/专利权人：中国科学院金属研究所

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114229837B

主分类号：C01B32/186

分类号：C01B32/186;C01B32/194

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明涉及新材料及其应用技术领域，具体涉及一种石墨烯膜及其制备方法。以三维连通的高孔隙率高密度的多孔金属为模板，利用化学气相沉积工艺，在适宜的温度和气氛条件下，在金属模板表面催化生长石墨烯层。去除金属基底后，得到三维连通的多孔石墨烯骨架。通过施加压力，将所述三维石墨烯骨架压制成柔性膜。调控制备参数，可以对所述石墨烯薄膜的厚度，孔隙等进行调控。本发明工艺简单，生产成本低廉。所制备的石墨烯膜具有很高的结晶质量和柔韧性，在面内和垂直平面方向上均具有优异的导热、导电性能。由于所述石墨烯膜为高结晶质量的全炭结构，可在800℃以下空气环境下稳定使用，在导热、导电、电磁屏蔽等领域具有巨大的应用潜力。

主权项：1.一种石墨烯膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1在载气保护气氛下将反应炉腔体加热到设定温度600～1200℃；2向反应炉腔体恒温区内放入三维连通的高孔隙率高密度的多孔金属基体，通入还原气体，保温10min～60min；3向反应炉腔体内通入碳源气体、还原气体的混合气氛，多孔金属基体表面催化生长出石墨烯；所述混合气氛中碳源气体、还原气体的流量比为1：30～80，反应时间1min～120min；4在载气保护气氛下将多孔金属基体冷却后取出，即得到生长在多孔金属基体上的三维连通的高密度的石墨烯骨架结构；5采用金属刻蚀液去除多孔金属基体，获得三维多孔石墨烯；6将所得三维多孔石墨烯压制形成石墨烯膜；步骤2中，多孔金属基体为三维连通的高孔隙率高密度的多孔镍、多孔铜、多孔铁、多孔钴、多孔银、多孔金、多孔铂、多孔钛之一种或者两种以上金属所形成的多孔合金；多孔金属基体的孔隙率分布在210～4000PPI，密度为0.5～6.5gcm3；步骤3中，碳源气体为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一种或两种以上，还原气体为氢气和氨气中的一种或两种；石墨烯膜为三维全连通结构，由于多孔金属基体的催化活性，获得无需进行石墨化处理即具有优异结晶质量的石墨烯膜：石墨烯膜的拉曼光谱表征，石墨烯特征峰明显且无缺陷峰D峰出现；石墨烯膜的X射线衍射图谱表征，石墨烯特征衍射峰明显，峰位26.5度，半高宽0.102度，没有峰位偏移和杂峰；石墨烯膜的形态可控，由于优异的结晶质量和三维全连通的结构特征，该石墨烯膜在面内和垂直平面方向上均具有优异的导热、导电性能：面内导热率为400～1500WmK，垂直平面方向导热率为10～180WmK，导电率为1500～20000Scm。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院金属研究所 一种石墨烯膜及其制备方法

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