本发明专利技术属于石墨烯材料技术领域，公开了一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置及方法。该装置从下至上依次包括加热部、升华部和冷凝部，升华部包括底端封闭、上端开口的容纳框，容纳框内设置有若干朝向一致的隔板，将容纳框分隔成若干独立的容纳腔；该方法包括将冰片分成若干份A冰片和B冰片，将A冰片和B冰片依次间隔铺设于各容纳腔内，且单位面积内的A冰片的质量份大于单位面积内的B冰片的质量份；将带有金属基底的石墨烯层放置于隔板上端，其中石墨烯层朝下；加热冰片，使冰片升华；取下石墨烯层，于B冰片对应的位置旋涂石蜡溶液，形成隔离层。本发明专利技术可以解决现有技术制备的隔离层会污染石墨烯，且会影响支撑层的支撑的技术问题。且会影响支撑层的支撑的技术问题。且会影响支撑层的支撑的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置及方法
[0001]
[0002]本专利技术属于石墨烯材料
，具体涉及一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置及方法。
技术介绍
[0003]石墨烯是一种新兴材料，由于其具有优异的光学、电学等性能，受到了研究者们广泛的关注。然而，虽然业内人员都已经认识了其极具优势的性能及无限的应用潜力，但石墨烯的制备及应用技术远远达不到成熟，还有较多的细节问题需要克服。
[0004]石墨烯普遍的制备方法包括机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法等。其中化学气相沉积法是指利用含碳有机碳源在铜箔等金属基底上催化分解，然后进行成核、生长，最后晶畴之间相互拼接连续成膜。在金属基底上沉积的石墨烯薄膜不能直接使用，需要将其转移至特定的基底上，目前较为常见的转移方法是通过刻蚀的方式将金属基底去掉，再将留下的石墨烯薄膜与特定的基底复合。
[0005]然而，在转移的过程中，留下的石墨烯薄膜由于没有支撑而易发生卷曲，影响应用，为此，在转移之前，会在石墨烯远离金属基底的一侧设置支撑层。经过研究探索，这个支撑层选用聚合物较为合适，但是聚合物直接与石墨烯接触，会造成对石墨烯的污染，因此，会在支撑层与石墨烯层之间制备设置隔离层。
[0006]经过实验分析，隔离层采用冰片较为合适，其不仅能起到隔离支撑层的作用，而且与石墨烯的结合力弱，容易去除。将冰片层与石墨烯层复合，最直接的方式就是将冰片溶于有机溶剂中，再通过旋涂的方式将冰片溶液涂覆于石墨烯层表面，形成一层完整的冰片层。然而，此种方式存在以下不足：1、大量的有机溶剂会直接与石墨烯层接触，最后难以去除干净，污染石墨烯，影响石墨烯的应用；2、在转移过程中，有多个环节会进行加热烘烤的操作，比如聚合物层形成后会进行进一步的烘烤固化，而烘烤固化后，隔离层会出现裂痕，该裂痕会影响支撑层的支撑，甚至会损坏石墨烯层。
技术实现思路
[0007]本专利技术意在提供一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置及方法，以解决现有技术制备的隔离层会污染石墨烯，且会影响支撑层的支撑的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下基础方案一，一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，从下至上依次包括加热部、升华部和冷凝部，所述升华部包括底端封闭、上端开口的容纳框，容纳框内设置有若干朝向一致的隔板，若干隔板的上端齐平，若干隔板将容纳框分隔成若干独立的容纳腔。
[0009]为实现上述目的，本专利技术还提供如下基础方案二，一种利用上述制备装置的石墨烯薄膜转移隔离层的制备方法，依次包括以下步骤：
步骤1，将冰片分成A质量份和B质量份的若干份，分别称为A冰片和B冰片，将A冰片和B冰片依次间隔铺设于各容纳腔内，且单位面积内的A冰片的质量份大于单位面积内的B冰片的质量份；步骤2，将带有金属基底的石墨烯层放置于隔板上端，其中石墨烯层朝下，将各容纳腔覆盖；步骤3，启动加热部，对升华部加热，控制温度50
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250℃，使冰片升华，同时启动冷凝部，使冰片气体冷凝至石墨烯层上；步骤4，取下石墨烯层，配置石蜡溶液，将石蜡溶液旋涂至B冰片对应的位置，形成隔离层。
[0010]本专利技术的技术原理及有益效果为：1、将冰片固体放置于容纳腔内，加热部对冰片进行加热，使得冰片升华，最后在冷凝部的协同作用下，使得冰片气体冷凝至石墨烯层上，形成隔离层，在冰片层的形成过程中，避免了有机溶剂的引入，减少了有机溶剂对石墨烯的污染。
[0011]2、经过专利技术人的实验分析，发现冰片层出现裂痕的主要原因在于，冰片易挥发、易升华，在加热烘烤的过程中，冰片内部部分会挥发、升华成气体，而整个隔离层是一个无缝的整体，内部的气体无法排出，积累多了以后才导致了裂痕。本专利技术在冰片冷凝后，又旋涂上了石蜡溶液，形成石蜡层，而且由于若干隔板的朝向一致，因此形成的石蜡层间隔设置于冰片之间，且呈条状，最后延伸至石墨烯层的边缘。石蜡在较低的温度下即会发生熔化、流动，待其熔化、流动后，便会形成一个与外界连通的流动通道，冰片升华形成的气体可以一定程度上沿着该流动通道向外排出，减少了隔离层内部的压力，也就缓解了裂痕形成的问题，保证了支撑层支撑作用的发挥。
[0012]3、单位面积内的A冰片的质量份大于单位面积内的B冰片的质量份，即最后A冰片形成的冰片层的厚度要大于B冰片层形成的冰片层的厚度，即整个冰片层形成间隔的条状的凹槽，再将石蜡溶液涂于B冰片对应的位置，即涂于凹槽处。这样在满足形成所述流动通道的前提下，还能避免石蜡溶液中的有机溶剂与石墨烯直接接触而污染石墨烯，且能形成相对平整的隔离层表面。
[0013]4、若干隔板的上端设置成齐平状态，保证石墨烯层放置于隔板上端时，石墨烯层与每块隔板上端均接触，从而避免容纳腔之间的气体相互流窜，进而影响隔离层厚度差的形成，而且同等情况下，将隔离层分成独立的若干份分别升华、冷凝，也能在一定程度上保证冰片冷凝时的均匀度。
[0014]进一步，所述冷凝部包括冷凝盖，冷凝盖下端设有与容纳框形状一致的密封环，密封环套于容纳框外侧，冷凝盖上端设有进气口，密封环上设有出气口。
[0015]有益效果：进气口用于冷凝气体的进入，出气口用于冷凝气体的排出，从而形成冷凝气体的流通，实现对冰片冷凝的协同作用。密封环套于容纳框外侧，对整个冷凝盖形成一定的密封作用，且如此设置，出气口就位于容纳框上端的下方，这样就会使得容纳框上端的端口处形成气帘，进一步对容纳框形成密封作用，避免外界空气进入容纳框内，与高温的冰片混合而导致冰片的燃烧。
[0016]进一步，所述进气口位于冷凝盖中部，所述出气口有多个，且均布于密封环上。
[0017]有益效果：如此设置有利于容纳框的各个方位均形成前述气帘。
[0018]进一步，所述密封环内侧设有密封圈。
[0019]有益效果：密封圈可增强密封环的密封效果，而且整个冷凝盖中充斥着冷凝气体，冷凝气体也与密封圈直接接触，因此，加热产生的高温也不会对密封圈产生太大的影响。
[0020]进一步，所述进气口与出气口通过循环管连通，循环管上设有冷却结构。
[0021]有益效果：如此实现对冷凝气体的循环使用。
[0022]进一步，所述冷凝盖内侧设有朝下的支撑杆，支撑杆下端设有吸盘。
[0023]有益效果：吸盘吸附在金属基底上，对石墨烯层起到固定的作用，避免石墨烯层因下方的气体压力过大而导致石墨烯层往上浮；而且相对其他仅对石墨烯层起限位作用的方式而言，如仅有一根支撑杆，吸盘对石墨烯层有固定的作用，如此可利于将石墨烯层从隔板上取下。
[0024]进一步，步骤3中，对升华部加热时，只对A冰片对应的位置加热。
[0025]有益效果：由于B冰片铺设得较为稀薄，对A冰片加热，两侧的热传导或热辐射即可满足对B冰片的加热，避免局部过热而导致冷凝缓慢。
[0026]进一步，步骤4中，将隔板对应的位置也旋涂上石蜡溶液。
[0027]有益效果：隔板对应的位置会形成一定的沟槽，将该沟槽一并旋涂上石蜡溶液，一方面方便操作，另一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，从下至上依次包括加热部、升华部和冷凝部，所述升华部包括底端封闭、上端开口的容纳框，容纳框内设置有若干朝向一致的隔板，若干隔板的上端齐平，若干隔板将容纳框分隔成若干独立的容纳腔。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，所述冷凝部包括冷凝盖，冷凝盖下端设有与容纳框形状一致的密封环，密封环套于容纳框外侧，冷凝盖上端设有进气口，密封环上设有出气口。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，所述进气口位于冷凝盖中部，所述出气口有多个，且均布于密封环上。4.根据权利要求2所述的一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，所述密封环内侧设有密封圈。5.根据权利要求2所述的一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，所述进气口与出气口通过循环管连通，循环管上设有冷却结构。6.根据权利要求2所述的一种石墨烯薄膜转移隔离层的制备装置，其特征在于，所述冷凝盖内侧设有朝下的支撑杆，支撑杆下端设有吸盘。7.一种利用权利要求1
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6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王登诗，王炜，王从元，举亚琪，
申请(专利权)人：重庆石墨烯研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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