本发明专利技术提供了一种形成石墨烯氧化物图案及其石墨烯图案的方法，该方法按照以下(A)和(B)两种方式之一进行：(A)将石墨烯氧化物溶液与图案化聚二甲氧基硅烷印章接触1-500min，干燥；然后将干燥后的图案化聚二甲氧基硅烷印章与基底在外力为0-5N的条件下接触1-500min，移开印章，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；(B)将图案化聚二甲氧基硅烷印章与连接剂接触，然后与基底在外力为0-5N的条件下接触，移开印章，得到接触后的基底；将接触后的基底与石墨烯氧化物溶液接触，干燥，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案。本发明专利技术的方法成本低廉，操作过程简单，开拓了新的形成石墨烯氧化物图案的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种 形成石墨烯氧化物图案的方法和采用由本专利技术的形成石墨烯氧化物图案的方法得到的石墨烯氧化物图案进行还原形成石墨烯图案的方法。
技术介绍
自2004年，Geim等人通过微机械剥离法获得了单层石墨烯以来，这种已知的最薄碳材料就成为了其家族中的“明星分子”。其稳定的ニ维晶格结构、超强的力学性能、优异的导电性和负载能力吸引了科学界的广泛关注和研究，被认为在微纳电子器件、能量储存、高強度材料等领域有着广泛的应用前景；尤其是其在微纳电子器件领域，有望成为新一代的核心材料。为了将应用前景转化为现实成果，人们不断探索石墨烯的制备与加工方法。已发展的方法主要可分为物理法和化学法两大类，以微机械剥离法为代表的物理方法在制备完整晶格的石墨烯方面具有优势，却因效率低下无法实现エ业化生产。化学方法制备石墨烯尤以氧化还原法为主，通过制备氧化石墨烯可对其进行溶液加工，便于制备薄膜材料，再经还原得到石墨烯材料。而在器件的应用中，将材料进行图案化加工是重要的步骤，已有的激光圭与法(Microstructuring of Graphene Oxide Nanosheets Using Direct LaserWriting. Yong Zhou,Qiaoliang Bao,Binni Varghese，Lena Ai Ling Tang,Chow Khim Tan,Chorng-Haur Sow, and Kian Ping Loh. Advanced Materials. 2010，22 (I)，67-71)、等离子体刻蚀法(Patterned Graphene Electrodes from Solution-Processed Graphite OxideFilms for Organic Field-Effect Transistors. Shuping Pang，Hoi Nok Tsao，XinliangFeng, and Klaus Mullen. Advanced Materials. 2009，21 (34)，3488-3491)等石墨烯的图案化方法成本高，条件苛刻。因此，探索ー种新的氧化石墨烯图案的制备方法显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种采用微接触印刷技术形成石墨烯氧化物图案的方法以及采用该石墨烯氧化物图案还原形成石墨烯图案的方法。本专利技术提供了ー种形成石墨烯氧化物图案的方法，该方法按照以下(A)和(B)两种方式之ー进行(A)将石墨烯氧化物溶液与图案化聚ニ甲氧基硅烷印章表面接触，干燥；然后将干燥后的图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与基底在外カ为0-5N的条件下接触l_500min，移开印章，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；(B)将图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与连接剂接触，然后与基底在外カ为0-5N的条件下接触l_500min，移开印章，得到接触后的基底；将接触后的基底与石墨烯氧化物溶液接触，干燥，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；其中，所述连接剂为3-氨丙基三こ氧基硅烷的こ醇和/或水溶液、聚醚酰亚胺水溶液、巯基胺水溶液、3-氨基丙烷-I-磷酸水溶液、2-氨基乙烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液以及4-氨基丁烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液中的一种或多种。本专利技术提供了一种形成石墨烯图案的方法，该方法包括将氧化石墨烯图案在还原性气氛中，800-1000°C下加热15-60分钟，其中，所述氧化石墨烯图案为本专利技术所述的制备方法制备得到的氧化石墨烯图案。本专利技术通过将微接触印刷技术应用于石墨烯氧化物图案的形成，使得形成的石墨烯氧化物图案精细，并且成本低廉，操作过程简单，开拓了新的形成石墨烯氧化物图案的方法，同时为以氧化石墨烯为基础的相关应用提供了新的思路。附图说明图I为实施例I的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微 镜图。图2为实施例4的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微镜图。图3为实施例5的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微镜图。图4为实施例13的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微镜图。图5为实施例14的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微镜图。图6为实施例15的石墨烯氧化物图案在Leica DM4000光学显微镜下的光学显微镜图。图7为石墨烯氧化物图案的拉曼散射图谱。具体实施例方式本专利技术的形成石墨烯氧化物图案的方法，按照以下(A)和(B)两种方式之一进行(A)将石墨烯氧化物溶液与图案化聚二甲氧基硅烷印章表面接触，干燥；然后将干燥后的图案化聚二甲氧基硅烷印章与基底在外力为0-5N的条件下接触l_500min，优选为1-lOOmin，移开印章，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；(B)将图案化聚二甲氧基硅烷印章与连接剂接触，然后与基底在外力为0-5N的条件下接触，移开印章，得到接触后的基底；将接触后的基底与石墨烯氧化物溶液接触l-500min,优选为l_100min,干燥,从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；其中，所述连接剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇和/或水溶液、聚醚酰亚胺水溶液、巯基胺水溶液、3-氨基丙烷-I-磷酸水溶液、2-氨基乙烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液以及4-氨基丁烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液中的一种或多种。根据本专利技术，所述巯基胺水溶液可以为各种常用的巯基胺水溶液，例如可以为巯基乙胺、巯基丙胺、巯基十一胺和巯基十二胺水溶液中的一种或多种。根据本专利技术，优选情况下，所述连接剂可以根据具体使用的基底进行选择，例如当所述基底为钛-二氧化钛复合片材时，所述连接剂一般为3-氨基丙烷-I-磷酸水溶液、2-氨基乙烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液、4-氨基丁烷-I-磷酸水和/或乙醇溶液中的一种或多种；例如当所述基底为金片时，所述连接剂一般为巯基胺水溶液，例如可以为前述的巯基乙胺、巯基丙胺、巯基i^一胺、巯基十二胺的水溶液中的一种或多种；当所述基底为玻璃片或硅片时，所述连接剂一般为3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇和/或水溶液和聚醚酰亚胺水溶液中的一种或多种。根据本专利技术，优选情况下，方式(B)中，所述将图案化聚二甲氧基硅烷印章与连接剂接触的方式为将连接剂滴加在图案化聚二甲氧基硅烷印章表面，相对于每平方米的印章表面，连接剂的用量为500-5000mL，更优选为1000_5000mL ;滴加后的接触时间为0.5-lOmin,更优选为 l-10min 。根据本专利技术，本专利技术中所述连接剂为连接石墨烯氧化物和基底的媒介，在方式(B)中，在将图案化聚二甲氧基硅烷印章与基底在外力为0-5N的条件下接触前，必须将图案化聚二甲氧基硅烷印章与连接剂进行接触才能最终在基底上形成石墨烯氧化物图案，而本专利技术的专利技术人在研究过程中发现，在方式(A)中，即使没有连接剂也可以形成图案，但在有连接剂的条件下，石墨烯氧化物水溶液与基底的间接接触就会更好，最终形成的图案也会比较全，分辨率较好。因此，优选情况下，本专利技术的方法还包括在方式(A)中，在将干燥后的图案化聚二甲氧基硅烷印章与基底在外力为0-5N的条件下接触前，将所述基底与连接剂接触。根据本专利技术，为了使形成的图案更加精细，优选为，方式(A)中，所述将基底与连接剂接触的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种形成石墨烯氧化物图案的方法，该方法按照以下(A)和(B)两种方式之ー进行 (A)将石墨烯氧化物溶液与图案化聚ニ甲氧基硅烷印章接触，干燥；然后将干燥后的图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与基底在外カ为0-5N的条件下接触l_500min，移开印章，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案； (B)将图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与连接剂接触，然后与基底在外カ为0-5N的条件下接触l_500min，移开印章，得到接触后的基底；将接触后的基底与石墨烯氧化物溶液接触，干燥，从而在基底上形成石墨烯氧化物图案；其中，所述连接剂为3-氨丙基三こ氧基硅烷的こ醇和/或水溶液、聚醚酰亚胺水溶液、巯基胺水溶液、3-氨基丙烷-I-磷酸水溶液、.2-氨基こ烷-I-磷酸水和/或こ醇溶液以及4-氨基丁烷-I-磷酸水和/或こ醇溶液中的ー种或多种。2.根据权利要求I所述的方法，其中，在方式(B)中，所述将图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与连接剂接触的方式为将连接剂滴加在图案化聚ニ甲氧基硅烷印章表面，相对于每平方米的印章表面，连接剂的用量为500-5000mL，滴加后的接触时间为0. 5_10min。3.根据权利要求I所述的方法，其中，在方式(A)中，该方法还包括在将干燥后的图案化聚ニ甲氧基硅烷印章与基底在外カ为0-5N的条件下接触前，将所述基底与所述连接剂接触。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述将基底与连接剂接触的方式为将基底浸入连接剂中，浸入时间为0. 5-5000min。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述连接剂的质量浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩宝航，王涛，吴冲，周鼎，承倩怡，孙树清，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：
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