一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法及其装置，所述制备方法包括制备白磷/氧化石墨烯分散液；制备白磷/氧化石墨烯薄膜；转移白磷/氧化石墨烯薄膜；绘制电极图案；导电加工石墨烯电极。所述制备方法制备通过导电加工的方式，生成了石墨烯和黑磷烯纳米片，并将石墨烯和黑磷烯纳米片复合在一起，能够低成本、高效和高稳定性地生产出黑磷烯/石墨烯电极。而且，由于导电加工后进入快速退火阶段，使得黑磷烯纳米片、石墨烯都无法形成伯纳尔堆叠结构，增大比表面积，增强了电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的电学性能。案化黑磷烯/石墨烯电极的电学性能。案化黑磷烯/石墨烯电极的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法及其装置


[0001]本专利技术涉及黑磷烯复合石墨烯的制备
，尤其涉及一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法及其装置。

技术介绍

[0002]黑磷烯作为一种新型的二维材料，拥有优异的载流子迁移率、广泛可调的带隙和热稳定性，在能源存储，电子器件，场效应晶体管等领域具有广阔的应用市场。在碳材料中，石墨烯作为典型的二维材料，具有出色的导电性和热导率，优异的柔韧性和超高的理论比表面积，非常适合作为超级电容器电极材料。现有技术中，通常将石墨烯与具有高导电性和高电活性的黑磷烯混合在一起形成黑磷烯/石墨烯异质结，达到提升电化学性能的目的。
[0003]然而，目前黑磷烯的制备技术难以实现大面积的生产。在已有的黑磷烯制备方法中，主要包括:(1)机械剥离法，这种方法采用胶带将黑磷剥离成单层或少层黑磷烯，效率低，产量少，限制了其应用；(2)液相剥离法，该方法需要使用价格昂贵的有机溶剂，增加了制造成本；(3)脉冲激光沉积法，该方法平均沉积速率较慢，且在退火时黑磷烯易堆叠形成黑磷，降低了黑磷烯的产率。在已公开专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.称取白磷和氧化石墨烯粉末，并加入去离子水中，进行超声分散，得到白磷/氧化石墨烯分散液；S2.使用聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜，真空抽滤白磷/氧化石墨烯分散液，得到带聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜的白磷/氧化石墨烯薄膜；并将带聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜的白磷/氧化石墨烯薄膜进行冷冻干燥；S3.制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液，将所述聚二甲基硅氧烷溶液涂覆在带聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜的白磷/氧化石墨烯薄膜的另一面，并将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液加热固化成聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底；固化完成后，撕去聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜，得到带有白磷/氧化石墨烯薄膜的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底；S4.设计电极图案；S5.通过高压电源在白磷/氧化石墨烯薄膜表面进行导电加工，将电极图案绘制在白磷/氧化石墨烯薄膜，得到电致图案化黑磷烯/石墨烯电极。2.根据权利要求1所述的一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，白磷与氧化石墨烯粉末的质量比为(4～6)：(6～4)，所述白磷/氧化石墨烯分散液的浓度为5～10mg/mL。3.根据权利要求1所述的一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述超声分散的时间为110～130min。4.根据权利要求1所述的一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，冷冻干燥包括降温阶段和恒温阶段；所述带聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜的白磷/氧化石墨烯薄膜从常温降至目标冷冻温度阶段为降温阶段；带聚四氟乙烯(PTFE)过滤膜的白磷/氧化石墨烯薄膜保持目标冷冻温度的阶段恒温阶段；当进入恒温阶段时，将真空度升至70～100Pa；所述目标冷冻温度为
‑
13～
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8℃，所述降温阶段的持续时间为0.5～1h，所述恒温阶段的持续时间为24h。5.根据权利要求1所述的一种电致图案化黑磷烯/石墨烯电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S31.将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与固化剂按照1：1的配比混合成聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液，并搅拌2h；S32.将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液涂覆在所述白磷/氧化石墨烯薄膜背向聚四氟乙烯过滤膜的一面，并将其加热固化，将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液固...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，郑埸鑫，李梓健，谢斌，丁树权，贺梓霖，唐建伟，陈新，高健，陈桪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：