用于制备多孔石墨烯膜的方法和使用该方法制备的膜技术

一种用于制备厚度小于100nm的多孔石墨烯层(5)的方法，所述方法包括以下步骤：提供催化活性基底(1)，所述催化活性基底(1)在其表面(3)上设置有多个无催化活性域(2)，所述多个无催化活性域(2)的尺寸基本上对应于所得多孔石墨烯层(5)中的孔(6)的尺寸；进行化学气相沉积并在催化活性基底(1)的表面(3)上形成多孔石墨烯层(5)；其中催化活性基底(1)为铜含量在98重量％至小于99.96重量％范围内且镍含量在大于0.04重量％至2重量％范围内的铜

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备多孔石墨烯膜的方法和使用该方法制备的膜


[0001]本专利技术涉及用于制备多孔(多洞，porous，holey)石墨烯膜的方法，该石墨烯膜是防水的并且由于通过穿透石墨烯层的孔的增强的蒸气透过性而是高度透气的。此外，本专利技术涉及使用该方法制备的石墨烯膜和这样的膜的用途，以及涉及催化基底及其用于制备这样的膜的用途。

技术介绍

[0002]用于户外服饰的防水膜有效地对抗高液体静压(防雨渗透性)。然而，通常它们遭遇低蒸气渗透性而无法允许足够的水蒸气传输、服装的透气性和使用者舒适性。
[0003]高度透气性膜还与各种技术纺织品应用相关，所述应用包括用于化学防护的军服、紧急急救员(emergency responder)制服、防护手套和户外电子电路保护包装。提供高流出速率和/或选择性的膜还在分离和能量应用中具有广泛的潜在应用。它们还会激发许多其他潜在的应用领域，这些应用领域对于目前没有高度透气的膜是未见的。
[0004]虽然在防水膜市场占据主导地位，但是还存在由除PTFE之外的多种聚合物(例如聚酰胺和聚氨酯)制造膜的许多替代膜供应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备厚度小于100nm的多孔石墨烯层(5)的方法，所述多孔石墨烯层(5)具有说明书中所限定的平均特征宽度在1nm至1000nm范围内的孔(6)，所述方法包括以下步骤：提供用于在化学气相沉积条件下催化石墨烯形成的催化活性基底(1)，所述催化活性基底(1)在其表面(3)上设置有多个无催化活性域(2)，所述多个无催化活性域(2)具有基本上与所得多孔石墨烯层(5)中的所述孔(6)的形状对应的纳米结构；使用呈气相的碳源进行化学气相沉积并在所述催化活性基底(1)的所述表面(3)上形成所述多孔石墨烯层(5)，由于存在所述无催化活性域(2)而原位形成所述多孔石墨烯层(5)中的所述孔(6)；其中所述催化活性基底(1)为铜含量在98重量％至小于99.96重量％范围内且镍含量在大于0.04重量％至2重量％范围内的铜
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镍合金基底，所述铜含量和所述镍含量互补成所述催化活性基底(1)的100重量％。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化活性基底(1)具有通过所述铜含量补足成100重量％的在0.06重量％至1重量％或0.08重量％至0.8重量％的范围内的镍含量，和/或其中所述催化活性基底(1)通过以下制备：在纯铜箔，优选地具有在0.01mm至0.10mm范围内，优选地在0.02mm至0.04mm范围内的厚度，特别地具有大于99.5％的纯度的纯铜箔上施加，优选地利用电化学镀、电子束蒸镀、PVD或溅射施加厚度在10nm至2.2μm范围内，优选地在25nm至300nm或20nm至500nm范围内，优选地在50nm至300nm范围内的镍膜，并退火，优选地在800℃至1200℃范围内，优选地在900℃至1100℃范围内的温度下，特别地持续10分钟至120分钟的时间跨度，优选地持续30分钟至90分钟范围内的时间跨度。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多孔石墨烯层(5)的厚度在小于50nm的范围内，优选地在1nm至20nm的范围内，特别地在5nm至15nm或7nm至12nm的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多孔石墨烯层(5)的面孔隙率在至少10％，优选地至少15％，更优选地至少20％或至少25％或至少30％或至少40％的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化活性基底(1)通过以下而在其表面(3)上设置有多个无催化活性域(2)：施加，优选地利用溅射、电子束蒸镀或PVD施加基本上连续的钨层，优选地厚度在大于1nm，优选地大于3nm，更优选地大于5nm的范围内，或者在1nm至10nm范围内，优选地在5nm至10nm范围内的基本上连续的钨层，随后在低于常压，优选地低于100毫托的压力下退火，特别地在还原气氛下，优选地在与氢气组合的惰性气体例如氩气或氮气的存在下退火，以使钨膜转化成多个无催化活性域(2)，其中优选地所述退火在700℃至1100℃范围内，更优选地750℃至950℃或800℃至900℃范围内的温度下进行，典型地持续在10分钟至180分钟范围内，优选地在50分钟至100分钟范围内的时间跨度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述无催化活性域(2)具有在1nm至1000nm的范围内，优选地在10nm至100nm的范围内，更优选地在10nm至50nm的范围内的平均特征宽度，或者具有在5nm至900nm的范围内，优选地在10nm至200nm的范围内，更优选地在10nm至100nm的范围内的平均特征宽度。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用呈气相的碳源进行化学气相沉积并在所述催化活性基底(1)的所述表面(3)上形成所述多孔石墨烯层(5)，由于存在所述无
催化活性域(2)而原位形成所述石墨烯层(5)中的所述孔(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔庆纯，朴衡圭，默里，
申请(专利权)人：海科材料有限公司，
类型：发明
国别省市：