一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置与方法，包括反应容器，反应容器内部装有电解质溶液，反应容器上方设有第九旋转轴、第八旋转轴和第一旋转轴，第九旋转轴和第一旋转轴之间设有纳米碳粉铜箔，第八旋转轴上缠绕有若干卷热剥离胶带，第九旋转轴和第八旋转轴之间设有宽带半导体激光器，纳米碳粉铜箔的表面经过所述宽带半导体激光器辐照后与所述热剥离胶带粘贴到一起并浸入到所述电解质溶液中进行通电反应，本发明专利技术通过宽带半导体激光辐照纳米碳粉，促使其结构发生转变，从而不断将铜箔上的纳米碳粉转变为石墨烯，同时利用电解质的电化学转移法，使石墨烯在不同衬底上的转移得以实现，同时实现铜箔的回收再利用。

Device and method for rapid in-situ preparation and transfer of large area graphene by laser

The invention relates to a laser in situ preparation and transfer device and method for large area graphene, including the reaction vessel and reaction vessel with internal electrolyte solution, Ninth rotating shaft, eighth rotating shaft and the rotating shaft is arranged above the first reaction vessel, nano powder of copper foil is arranged between the ninth rotating shaft and the rotating shaft. Eighth rotation there are a number of hot roll shaft winding tape stripping, broadband semiconductor laser is arranged between the ninth axis and eighth axis of rotation, the surface of nano carbon foil by the broadband semiconductor laser after irradiation and stripping the heat tape together and immersed into the electrolyte solution is energized by reaction, the invention of broadband semiconductor laser irradiation of nano carbon powder make the structural change, which will continue on copper foil nano powder into Shi Moxi, and at the same time Using the electrochemical transfer method of electrolyte, the transfer of graphene on different substrates can be realized, and the recycling and utilization of copper foil can be realized simultaneously.

【技术实现步骤摘要】
一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置与方法
本专利技术涉及激光加工技术和化学技术应用领域，特指一种基于激光辐照技术及化学反应技术的制备与转移大面积石墨烯的方法与装置。
技术介绍
石墨烯是由碳原子紧密排列成的二维蜂窝状结构，其厚度仅为一个原子层或几个原子层厚，是构成其他维数碳材料的基本结构单元。石墨烯具有优异的电学、光学、热学、力学等特性，可被应用于微电子、柔性显示、储能器件和复合材料等方面。其中，石墨烯的抗透性、高导电性和化学稳定性，使其成为一种优异的抗腐蚀保护材料。利用激光辐照预置的固体碳源在Ni金属、45#钢和Cu表面快速原位地制备出较大面积的石墨烯，与传统制备方法相比，该方法在开放环境中完成，对温度压强无特殊要求，不涉及可燃性气体的排放，是一种工程化的、环境友好的石墨烯制备方法。激光能量在很短的时间内被聚集到一个点上，这一点处的激光功率密度极高，作为热源会短时间释放出足够的热量和能量，促使石墨晶体向石墨烯结构转变，相比于脉冲激光制备石墨烯，这种石墨烯的制备过程在连续激光的极短时间内完成，提高了制备效率。在电解池中，电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，包括反应容器(2)，所述反应容器(2)内部装有电解质溶液，所述电解质溶液中设有玻璃碳棒(23)，所述反应容器(2)上方设有第九旋转轴(14)、第八旋转轴(11)和第一旋转轴(3)，所述第九旋转轴(14)和所述第一旋转轴(3)之间设有纳米碳粉铜箔（13），所述第八旋转轴(11)上缠绕有若干卷热剥离胶带(10)，所述第九旋转轴(14)和所述第八旋转轴(11)之间设有宽带半导体激光器(12)，所述纳米碳粉铜箔（13）的表面经过所述宽带半导体激光器(12)辐照后与所述热剥离胶带(10)粘贴到一起并浸入到所述电解质溶液中进行通电反应，所述第一旋转...

【技术特征摘要】
1.一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，包括反应容器(2)，所述反应容器(2)内部装有电解质溶液，所述电解质溶液中设有玻璃碳棒(23)，所述反应容器(2)上方设有第九旋转轴(14)、第八旋转轴(11)和第一旋转轴(3)，所述第九旋转轴(14)和所述第一旋转轴(3)之间设有纳米碳粉铜箔（13），所述第八旋转轴(11)上缠绕有若干卷热剥离胶带(10)，所述第九旋转轴(14)和所述第八旋转轴(11)之间设有宽带半导体激光器(12)，所述纳米碳粉铜箔（13）的表面经过所述宽带半导体激光器(12)辐照后与所述热剥离胶带(10)粘贴到一起并浸入到所述电解质溶液中进行通电反应，所述第一旋转轴(3)用来回收在所述电解质溶液中进行反应后的纳米碳粉铜箔（13）。2.根据权利要求1所述的一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，反应容器(2)上方设有第六旋转轴(8)和第七旋转轴(20)，所述第六旋转轴(8)位于所述第七旋转轴(20)的正上方，所述纳米碳粉铜箔（13）的表面经过所述宽带半导体激光器(12)辐照后与所述热剥离胶带(10)一起经过所述第六旋转轴(8)和所述第七旋转轴(20)的碾压后浸入到所述电解质溶液中。3.根据权利要求2所述的一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，所述电解质溶液中水平方向上设有第四旋转轴(22)和第三旋转轴(25)，所述第四旋转轴(22)上方设有第五旋转轴(6)，所述第三旋转轴(25)上方设有第二旋转轴(5)，经过所述第六旋转轴(8)和所述第七旋转轴(20)碾压后的所述纳米碳粉铜箔（13）依次经过所述第五旋转轴(6)、所述第四旋转轴(22)、所述第三旋转轴(25)和所述第二旋转轴(5)后最终缠绕到所述第一旋转轴(3)上。4.根据权利要求3所述的一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，还包括一个电源(17)，所述电源(17)的负极与所述第四旋转轴（22）连接，所述电源（17）的正极与所述玻璃碳棒（23）连接。5.根据权利要求4所述的一种激光快速原位制备与转移大面积石墨烯的装置，其特征在于，所述第六旋转轴(8)上设有第二电机(9)，所述第四旋转轴(22)上设有第三电机(21)，所述第一旋转轴(3)上设有第一电机(1)，所述第一电机（1）、所述第二电机（9）、所述第三电机（21）、所述电源（...

【专利技术属性】
技术研发人员：任旭东，马服辉，王冕，王日红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32