石墨烯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及石墨烯的制备技术领域，公开了一种制备石墨烯的方法，该方法包括以下步骤：(1)将衬底加热至石墨烯的生长温度并进行退火处理；(2)向反应体系通入有机碳源和氢气，在步骤(1)所得衬底表面进行石墨烯的生长；(3)冷却步骤(2)所得衬底；其中，步骤(1)中，所述加热的升温速率为10‑100℃/min，所述退火的时间为1‑60分钟，步骤(2)中，所述有机碳源和氢气的通入流量比为1:(1‑10)，步骤(3)中，所述冷却的降温速率为10‑100℃/min。采用本发明专利技术提供的方法制备石墨烯，整个制备过程无需使用载气，气体消耗量低，条件温和可控。由本发明专利技术提供的方法可以制备得到单层石墨烯薄膜，所得石墨烯表面平整、无明显褶皱，具有优良的导电性和光学性质。

Graphene and process for producing the same

The present invention relates to the technical field of preparation of graphene and discloses a method for preparing graphene, the method comprises the following steps: (1) the substrate is heated to graphene growth temperature and annealing treatment; (2) organic carbon source and hydrogen gas into the reaction system, in step (1) the graphene substrate surface growth; (3) cooling steps (2) the substrate; wherein, step (1), the heating of the heating rate is 10 100 DEG /min, the annealing time is 1 60 minutes, step (2), the organic carbon source and the fed in flow ratio of 1: (1 10), step (3), the cooling of the cooling rate is 10 100 C /min. The graphene prepared by the method provided by the invention does not need to use carrier gas, the gas consumption is low, and the condition is moderate and controllable. The single-layer graphene film can be prepared by the method provided by the invention, and the obtained graphene surface is smooth and has no obvious folding, and has excellent electric conductivity and optical property.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯及其制备方法
本专利技术涉及石墨烯的制备
，具体涉及一种石墨烯的制备方法及其制备的石墨烯。
技术介绍
石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶体结构，是构建其他维数炭材料(零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本结构单元。石墨烯独特的晶体结构使它具有优异的电学、热学和力学性能，如室温下其电子迁移率高达200,000cm2/V·s，热导率高达5300W/m·k，有望在多功能纳电子器件、透明导电膜、复合材料、催化材料、储能材料、场发射材料、气体传感器及气体存储等领域获得广泛应用。为了综合利用石墨烯的众多优异特性，高质量石墨烯的制备方法至关重要。自2004年英国曼彻斯特大学的研究组采用胶带剥离法(或微机械剥离法)首次分离获得稳定存在的石墨烯后，很多制备石墨烯的方法陆续被发展起来，包括化学氧化剥离法、析出生长法和化学气相沉积(CVD)法。其中，CVD法是目前可控制备大面积、高质量石墨烯的主要方法。通过控制温度、碳源和压力等制备条件，可以实现在多种基体材料表面(金属和非金属)生长石墨烯。近几年，CVD法制备的石墨烯已经用于制备高性能的石墨烯透明导电薄膜，在以触摸屏，柔性电极为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备石墨烯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将衬底加热至石墨烯的生长温度并进行退火处理；(2)向反应体系通入有机碳源和氢气，在步骤(1)所得衬底表面进行石墨烯的生长；(3)冷却步骤(2)所得衬底；其中，步骤(1)中，所述加热的升温速率为10‑100℃/min，所述退火的时间为1‑60分钟，步骤(2)中，所述有机碳源和氢气的通入流量比为1:(1‑10)，步骤(3)中，所述冷却的降温速率为10‑100℃/min。

【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将衬底加热至石墨烯的生长温度并进行退火处理；(2)向反应体系通入有机碳源和氢气，在步骤(1)所得衬底表面进行石墨烯的生长；(3)冷却步骤(2)所得衬底；其中，步骤(1)中，所述加热的升温速率为10-100℃/min，所述退火的时间为1-60分钟，步骤(2)中，所述有机碳源和氢气的通入流量比为1:(1-10)，步骤(3)中，所述冷却的降温速率为10-100℃/min。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热的升温速率为15-50℃/min，所述退火的时间为1-30分钟，步骤(2)中，所述有机碳源和氢气的通入流量比为1:(3-10)，步骤(3)中，所述冷却的降温速率为15-50℃/min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机碳源为烃类气体，优选为甲烷、乙烯和乙炔中的至少一种，进一步优选为甲烷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨烯的生长温度为900-1050℃，生长压力为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青，刘思桦，李赫然，王忠辉，
申请(专利权)人：北京旭碳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11