采用多孔非牺牲性支撑层的二维材料形成复合结构的方法

采用多孔非牺牲性支撑层的二维材料形成复合结构的方法
【专利摘要】很难将原子级薄膜(例如石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料)从生长基片移除，然后将该薄膜转移到第二基片。在去除和转移过程中，会发生撕裂和保形性问题。通过操控二维材料如石墨烯或石墨烯基材料形成复合结构的方法包括：提供附着至生长基片的二维材料；在二维材料附着于生长基片的同时将支撑层沉积于二维材料上；和将二维材料从生长基片上释放，在二维材料从生长基片上释放后，所述二维材料仍保持与支撑层相接触。
【专利说明】采用多孔非牺牲性支撑层的二维材料形成复合结构的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002 ]根据35U.S.C.§ 119，本申请要求2014年I月31日提交的美国临时专利申请61/934，537的优先权益，其全部内容通过引用纳入本文。
[0003]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0004]不适用
[0005]领域
[0006]本发明主要涉及原子级的薄膜，更具体地，涉及一种操作石墨稀、石墨稀基材料及其它二维材料的方法。
[0007]背景
[0008]石墨烯是一种原子级的薄层碳，其中碳原子位于稠合六元环的单层或者少数堆叠层中(例如，20层或更少)，从而形成互相连接的六角型分子平面延展晶格，尽管平面晶格并非只有六元环一种基本结构。就此而言，石墨烯代表了 SP2和SP杂化碳原子的平面排布，其可能或可能不表现出长程结晶顺序。在其不同形式下，石墨烯在很多应用领域中都获得了广泛的关注，主要是因为其具有高电导率和热导率，良好的机械延展性和独特的光学及电学特性的有利组合。在许多方面，石墨烯的性质都可以与碳纳米管材料媲美，因为这两种纳米材料都是基于一种延展的电学共轭连接碳框架。其它具有平面延展结构的二维材料也在不同应用中得到了关注。本文中所用的术语“二维材料”指的是任何具有原子厚度的延展平面结构，包括其单层或多层。多层二维材料可包含最多约20个堆叠层。
[0009]由于石墨烯的延展平面结构，其具有了碳纳米管所没有的几个特征。工业特别感兴趣的是大面积石墨烯薄膜的应用，例如，特殊的阻隔层、涂层、大面积的导电元件(例如，无线电射频反射器或天线)、集成电路、透明电极，太阳能电池、气障、柔性电子件等。另外，石墨烯薄膜在目前相比较于碳纳米管材料能够更廉价地批量生产。
[0010]原子厚度的和含单层或多层石墨烯的大面积石墨烯薄膜可以通过多种化学气相沉积法(CVD)生产。CVD生长发生在含金属的生长基片上，例如铜或者是镍箔，石墨烯在合成后牢牢地附着在生长基片上。甚至在空间上与生长基片表面隔离的多层石墨烯中的外层石墨烯也可以牢牢地与生长基片保持附着。石墨烯对其生长基片的牢固粘附使得石墨烯薄膜的完整剥离变得困难。
[0011]金属生长基片对于利用石墨烯薄膜的下游应用往往是不理想的。例如，化学、电或者功能上的不兼容可能会导致当试图利用石墨烯薄膜时，它仍然附着或者与金属生长基片接触。因此，经常需要将石墨烯膜从金属生长基片上转移到第二基片上，在这里也被称为“功能基片”或“接收基片”。所述第二基片可以表现出更适合满足特定应用需求的特征。
[0012]因为诸多原因，将石墨烯薄膜从其生长基片上去除，随后再把这层石墨烯薄膜转移到第二基片上是很困难的。尽管在原子基础上，石墨烯具有高机械强度，但是一旦将其它从其生长基片上脱离，其在宏观上是非常脆弱的。例如，撕裂、断裂和/或弯曲都可能在将石墨烯从它的生长基片上释放出来的过程中发生。在将石墨烯薄膜转移到第二基片上后，撕裂和弯曲能导致表面保形性和覆盖性较差。有些影响将石墨烯薄膜从生长基片上去除的方法也会对石墨烯薄膜产生不良的化学损伤，继而降低其所需的特性。
[0013]一个解决无支撑石墨烯薄膜的困难的方案包括在石墨烯薄膜上沉积一个支撑层从而在转移的过程中暂时提供机械稳定性。聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)层已经应用到这方面。一旦完成到第二基片的转移，就将支撑层从石墨烯薄膜上去除，这就意味着支撑层是牺牲性的，它并不会在石墨烯薄膜最终的部署配置中与其保持相连。使用牺牲性支撑层来提升石墨烯薄膜转移不是理想的，其有很多原因，包括:例如，转移后层去除不完全、在(支撑)层去除过程中对石墨烯薄膜和/或第二基片的化学损伤，由于支撑层的束缚导致石墨烯薄膜到第二基片的表面保形性差，以及支撑层可能会渗入石墨烯薄膜的穿孔内。用于影响支撑层的去除过程的化学物质通常是明确与形成第二基片的聚合物材料不相容的。此外，从时间和成本的观点来看，沉积然后去除牺牲性支撑层的额外处理操作是不理想的。
[0014]鉴于上述观点，不使用牺牲性支撑层来操作石墨烯薄膜的技术在本领域会有相当大的益处。本发明满足了上述需求，并同时提供了相关的优势。
[0015]概述
[0016]本文在不同实施例中对操作二维材料的方法进行了描述。在一些实施例中，所述方法可包括:提供附着至生长基片的二维材料，在该二维材料附着于生长基片的同时将支撑层沉积于该二维材料上，和将该二维材料从生长基片上释放。在该二维材料从生长基片上释放后，所述二维材料仍保持与支撑层相接触。
[0017]在一些实施例中，本发明的方法可包括:提供附着于生长基片的石墨烯或石墨烯基薄膜，对膜进行打孔(穿孔)以在其中形成多个孔，在所述的膜附着于生长基片的同时将支撑层沉积在膜上，并将石墨烯或石墨烯基薄膜自生长基片上释放。所述石墨烯或石墨烯基薄膜在膜从生长基片释放后仍保持与支撑层相接触。在一些实施例中，所述生长基片包括金属，且所述支撑层含有多个孔。
[0018]在另一些实施例中，本文描述了含有打孔石墨烯或石墨烯基薄膜和支撑层的过滤膜。所述过滤膜的制备方法包括:提供附着于生长基片的石墨烯或石墨烯基薄膜，对薄膜进行打孔从而在中形成多个孔，在所述的薄膜附着于生长基片的同时将支撑层沉积在薄膜上，并将石墨烯或石墨烯基薄膜自生长基片上释放。所述石墨烯或石墨烯基在薄膜从生长基片释放后仍保持与支撑层相接触。在一些实施例中，所述生长基片包括金属，且所述支撑层含有多个孔。
[0019]上文相当宽泛地概括了本发明特征，从而使后文的具体描述更易理解。下文中将对本发明额外的特征和优点进行描述。结合下文描述及附图，此中及其它优点和特征将更为凸显。
[0020]附图简述
[0021]为了更完整地理解本发明及其优点，将结合参考下文的描述和附图对本发明的具体实施例进行描述，其中:
[0022]图1是夹在生长基片和支撑层之间的石墨烯或石墨烯基薄膜的示意图；
[0023]图2是在去除生长基片并释放石墨烯或石墨烯基薄膜后，石墨烯或石墨烯基薄膜仅与支撑层接触的示意图；
[0024]图3是示意性方法的示意图，其中在生长基片上可以形成石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料，随后以支撑形式进行移除；
[0025]图4和图5显示了示意性方法，其中通过蚀刻溶液可以使石墨烯或石墨烯基薄膜和多孔或渗透性支撑层从生长基质上脱离，然后连续转移至第二基片;和
[0026]图6显示了其上沉积有大量静电纺丝PVDF纤维的石墨烯或石墨烯基薄膜的示意性SEM照片。
[0027]图7显示了当(a)石墨烯或石墨烯基材料施用于现有的第二基片上和(b)第二基片施用于石墨烯或石墨烯基材料上时，位于石墨烯或石墨烯基材料和第二基片之间的碎片所引起的破坏的不意图。
[0028]图8显示了图7(a)中所示在膜和现有第二基片之间的碎片引起的石墨烯或石墨烯基破坏的示意性SEM照片。
[0029]详述
[0030]本发明部分涉及形成复合结构的方法，所述复合结构含有非牺牲性支撑层和石墨烯、石墨烯基或其它二维材料。石墨烯基材料包括(但不限于)单层石墨烯、多层石墨烯或相互连通的单层或多层石墨烯域及其组合。在实施例中，多层石墨烯包括2-20层、2-10层或2-5层。在实施例中，石墨稀是石墨稀基材料的主要材料。例如，石墨稀基材料包括至少30%的石墨烯、或至少40%的石墨烯、或至少50%的石墨烯、或至少60%的石墨烯、或至少70%的石墨烯、或至少80%的石墨烯、或至少90%的石墨烯、或至少95%的石墨烯。在实施例中，石墨烯基材料包括石墨烯范围选自30 % -95 %，或40 % -80 %或50 % -70 %。
[0031]如本文所用，“±或”指的是材料中原子在晶格中排序一致的区域。域在其界限内是一致的，但与邻近区域有所不同。例如，单晶材料具有有序原子的单一域。在一实施例中，至少一部分石墨稀域是纳米晶体，具有1-1OOnm或1-1OOnm的域径(domain size)。在一实施例中，至少一部分石墨稀域具有大于10nm到最多100微米，或200nm-10微米、或500nm至I微米的域径。各域边缘的结晶缺损所形成的“晶粒边界(Grain boundary)”与相邻的晶格区分开。在一些实施例中，第一晶格可相对于邻近的第二晶格旋转，通过围绕垂直于片层平面的某个轴旋转，从而使两个晶格在“晶格取向”上互不相同。
[0032]在一实施例中，石墨烯基材料的片层包含单个或多个石墨烯片层或其组合。在一实施例中，石墨烯基材料的片层是单个或多个石墨烯片层或其组合。在另一实施例中，石墨烯基材料的片层是包含大量连通的单个或多个石墨烯域的片层。在一实施例中，所述连通的域共价结合在一起从而形成片层。当一片层内的各域在晶格取向上不同时，则该片层为多晶。
[0033]在实施例中，石墨稀基材料片层的厚度为0.34_10nm、0.34_5nm、或0.34_3nm。石墨烯基材料的片层可能含有固有缺损。与那些在石墨烯基材料片层或石墨烯片层中选择性引入的孔洞相比，固有缺损是在石墨烯基材料制备中无意形成的。这些固有缺损包括(但不限于)晶格异常、细孔、裂缝、裂纹或褶皱。晶格异常可包括(但不限于):6元以外的碳环(如5、7或9元环)、空缺、填隙缺损(包括在晶格中含有无碳原子)以及晶粒边界。
[0034]在一实施例中，含有石墨稀基材料的片层还在石墨稀基材料片层的表面上包括非石墨烯碳基材料。在一实施例中，所述非石墨烯碳基材料不具有长程有序性，可被分类为无定形。在实施例中，所述非石墨烯碳基材料还包括碳和/或烃类以外的元素。可掺入非石墨烯碳基材料中可的非碳材料包括(但不限于)氢、烃、氧、硅、铜和铁。在实施例中，碳是非石墨稀碳基材料的主要材料。例如，非石墨稀碳基材料含有至少30%的碳、或至少40%的碳、或至少50%的碳、或至少60%的碳、或至少70%的碳、或至少80%的碳、或至少90%的碳、或至少95%的碳。在实施例中，所述非石墨烯碳基材料所含碳的范围选自30%-95%、或40%-80%、或 50%-75%。
[0035]本发明部分涉及了将石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料从其生长基片上去除的方法。本发明还部分涉及了无生长基片的石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料的操作方法。本发明还部分涉及了由自生长基片释放的带孔石墨烯或石墨烯基材料形成的复合结构和过滤膜。
[0036]如上所述，将石墨烯(或)石墨烯基材料及其它二维材料从生长基片上转移到第二基片上是非常复杂的。例如，在转移过程中会发生机械损伤和形态学改变。第二基片上转移的二维材料的表面保形性也会产生问题。在这种情况下，若第二基片不够光滑，则转移的二维材料会在沉积过程中撕裂。表面要足够光滑的需求则会严重限制了对第二基片候选材料的选择。虽然通过采用牺牲性支撑层(如PMMA)促使薄膜转移能够使上述一些问题有所减轻，但牺牲性支撑层还会引入其本身的一系列问题，如上所述。此外，PMMA柔韧性不够，可能在促进下游应用中产生问题。
[0037]在这些实体的平面结构中特意引入特定大小的多个孔，石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料已经设想可多个应用领域。如本文所用，术语“孔洞”指的是延伸贯穿石墨烯、石墨烯基材料或类似二维材料厚度的孔隙或洞。本文将在平面结构内特意引入孔洞的石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料称作“带孔的”，而引入孔洞的行为称为“打孔”。在石墨烯或石墨稀基片层中，片层中每个六碳原子环结构形成间隙孔(interstitial aperture)，且该间隙孔的宽度小于I纳米。具体地，按照碳原子之间中心到中心的距离，间隙孔最长维度的宽度是3nm。对含有二维网络结构的片层打孔通常是指在网络结构中形成比间隙孔更大的洞。过滤代表着带孔石墨烯、石墨烯基材料和其它带孔二维材料所设想的示例性应用，因为原子或分子大小的成分可以通过采用足够小的孔洞得以有效过滤。由于石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料太薄了，即使很小的孔径也能达到高通量率。而对具有较厚活性过滤层的过滤膜来说则不是这样。
[0038]牺牲性支撑层在与带孔的石墨烯、石墨烯基材料和其它带孔的二维材料联用时可能尤其成问题，因为它们很难去除，会影响平面结构的多孔性。当利用转移的二维材料作为活性过滤膜时，多孔或渗透性第二基片的化学破坏和有效来源也会产生问题。此外，先前在现有技术中使用的牺牲性支撑材料被认为缺乏足够的多孔性，这种多孔性能使它们直接应用于利用石墨烯、石墨烯基材料或类似二维材料的多孔性的领域。
[0039]本发明认为，可有效利用非牺牲性支撑层促进操控牢固的复合结构形式的这些薄膜材料，而非利用牺牲性(暂时性)支撑层以促进石墨烯、石墨烯基材料和其它二维材料向第二基质的转移。如本文所用，术语“非牺牲性”指的是在二维材料的最终部署中，仍与石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料保持相连的支撑层。可为与具体最终部署的兼容性而选择或调整所述非牺牲性支撑层的性质。去除牺牲性支撑层能够减少处理过程中二维材料的破坏机会，并有利于节省时间和材料。此外，不难沉积或成型各种非牺牲性支撑层并在其中产生多孔性，这尤其可与打卡二维材料联用以供过滤和其它应用。
[0040]大量不同类型的支撑材料，聚合的或非聚合的，可与本发明的实施方式联用。基于石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料要最终部署的化学或物理环境，可对支撑层所用的特定材料进行选择。此外，可采用很多方法沉积支撑层从而在其成分和形态上能够实现足够的柔韧性。在下文中会进一步讨论这种方法的优点。
[0041]在一些实施例中，本发明非牺牲性支撑层可用于促进石墨烯、石墨烯基材料或另一种二维材料向第二基片的转移。当以此方式使用时，二维材料可夹在支撑层和第二基片中，或所述支撑层可夹在二维材料和第二基片之间。无论哪种情况下，非牺牲性支撑层都不会显著降低二维材料表现出其预期作用的能力。例如，在过滤应用时，多孔的、非牺牲性支撑层可任由游离液体或气体在二维材料的上游和/或下游通过，从而使得带孔的二维材料起到活性过滤层的作用。在二维材料夹在第二基片和支撑层当中的结构中，支撑层内的孔洞可以在大颗粒有机会堵塞二维材料内的小孔洞之前对大颗粒进行有效的预过滤。
[0042]在某些实施例中，大量非牺牲性支撑层可直接在多孔或渗透情况下沉积，或在支撑层在二维材料沉积后形成多孔性。无论何种情况，支撑层内的多孔性具有足够的玮度以接近在支撑层沉积的带孔二维材料内的孔洞。例如，在带孔二维材料上沉积的多孔或渗透性、非牺牲性支撑层可以构成本发明多个实施例中渗透膜的至少一部分。与采用牺牲性支撑层进行的二维材料向第二基片的转移而制备的类似膜相比，这种渗透膜可表现出更连续的过滤特性。
[0043]因此，本文所述的方法能够使得石墨烯、石墨烯基材料以及其它二维材料更可能与更大范围的材料联用。此外，与将提前合成的二维材料沉积在现有基片的相反或传统方法相比，通过在二维材料上直接沉积聚合物或其它支撑层物质能够获得更好的表面覆盖度和形态学特点。本发明的方法使得二维材料和支撑层之间发生更好的物理和化学相互作用。另外，直接沉积的方法可通过改善诸层之间的粘合性而减少或预防二维材料和支撑层的分离。另一个优势在于，本发明的直接沉积法可以减少碎片截留在二维材料和支撑层之间的可能性，或减轻截留的碎片引起的损害。
[0044]图7显示了当(a)石墨烯或石墨烯基材料施用于现有的第二基片上和(b)第二基片施用于石墨烯或石墨烯基材料上时，在石墨烯或石墨烯基材料和第二基片之间的碎片所引起的破坏的示意图。当将石墨烯或石墨烯基材料施用于现有的基片，通常需施用压力从而促使膜和基片接触。这些压力可导致碎片穿过膜，从而造成图8所示类型的破坏，图8显示了在膜和现有第二基片之间的碎片引起的石墨烯或石墨烯基破坏的示意性SEM照片。与此相反，本文公开的方法将第二基片施用在现有的石墨烯或石墨烯基材料上。所述第二基片一般是通过溶液技术、气相沉积技术、静电纺丝技术或另一种能使第二基片部分包封石墨烯或石墨烯基材料上出现的任何碎片的技术来施用。
[0045]尽管本文所述的方法与带孔的二维材料联用时特别有优势，应当认识到，无论二维材料是否打孔，部分或所有的这些优势都会存在。例如，即使二维材料未经打孔，仍可以实现提高本发明支撑层的表面覆盖度和保形性。此外，可利用多孔、渗透性或基本无孔或无渗透的非牺牲性支撑层来实现本发明的特点和优势。进一步地说，即使本文所述的特定实施例中均将石墨烯或石墨烯基材料定义为二维材料，应当理解，除非另行说明，其它二维材料也可用于本发明类似的替换实施例中。因此，通过实施本文的内容，可以实现相当的灵活性。
[0046]在不同实施例中，将一■维材料(如石墨稀或石墨稀基材料)从其生长基片上移除的方法可包括:提供附着至生长基片的二维材料，在二维材料附着于生长基片的同时将支撑层沉积于二维材料上，并将二维材料从生长基片上释放。二维材料从生长基片上释放后，所述二维材料仍保持与支撑层相接触。
[0047]所述二维材料可以是任何具有延展的平面分子结构和原子水平厚度的物质。二维材料的具体例子包括石墨稀薄膜、石墨稀基材料、过渡金属二硫化物、α-氮化硼、娃稀(si Iicene)或锗稀(germanene)或其他具有类似平面结构的材料。过渡金属二硫化物的具体例子包括二硫化钼和联砸化铌。本发明实施例的石墨烯或石墨烯基薄膜可包括单层或多层薄膜或其组合。合适的二维材料的选择可根据很多因素来决定，包括石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料最终所处的化学和物理环境、二维材料打孔的容易度等等。
[0048]图1是夹在生长基片和支撑层之间的石墨烯或石墨烯基薄膜的示意图。如图1所示，石墨烯或石墨烯基薄膜4位于其原始生长基片2上。可根据石墨烯或石墨烯基的最终所需的部署而对石墨烯或石墨烯基薄膜4作打孔或不打孔。在石墨烯或石墨烯基薄膜4沉积了支撑层6后，石墨烯或石墨烯薄膜4就夹在了生长基片2和支撑层6之间。支撑层6可以是多孔的、渗透性的或基本无孔或无渗透性的，取决于其所需的功能以及石墨烯或石墨烯基薄膜所需的功能。
[0049]图2是在去除了生长基片2并释放了石墨烯或石墨烯基薄膜4之后，石墨烯或石墨烯基薄膜4仅与支撑层6相连时的示意图。在石墨烯或石墨烯基薄膜4和支撑层6之间建立起高度的表面保形性，从而维持了石墨烯或石墨烯基薄膜4的机械支撑。尽管图2显示完全去除了生长基片2，应当理解，并非一定要完全去除生长基片2。反而，只需要去除足够量的生长基片2就能够影响石墨烯薄膜4和支撑层6的释放从而形成图2所示的构型。对生长基片2的去除包括采用蚀刻溶液对生长基片进行蚀刻。在另一种构型中，可从生长基片2上剥离石墨烯或石墨烯基薄膜4和支撑层6从而使其自生长基片2上完好地分离。
[0050]图3是方法的示意图，其中在生长基片上可以形成石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料，并随后以支撑形式进行移除。如图3所示，在操作10的过程中将石墨烯或石墨烯基薄膜4沉积于生长基片2。之后，在操作20过程中，将支撑层6沉积于石墨烯或石墨烯薄膜4上，同时石墨烯或石墨烯薄膜4仍位于生长基片2上。下文对在石墨烯或石墨烯基薄膜4上成形、浇铸或沉积支撑层的合适方法进行了讨论。下文也对向石墨烯或石墨烯基薄膜4或支撑层6引入孔洞的其它操作也进行了具体讨论。最后，在操作30过程中，去除或释放生长基片2，留下经支撑层6支撑的石墨烯或石墨烯基薄膜4，从而形成复合结构32。
[0051]在更具体的实施方式中，所述生长基片包括金属。不同金属，尤其是过渡金属可有效促进二维材料在其上的生长。例如，在石墨烯或石墨烯基薄膜的情况下，铜基片或镍基片作为生长基片就特别有效。在一些实施例中，所述生长基片可以基本上全由金属形成，例如金属箔。在其它实施例中，所述生长基片可包含金属表面。例如，在本发明不同实施方式中，具有金属表面涂层的陶瓷基质可作为生长基质。
[0052]在不同实施例中，将石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料从生长基片上释放包括对生长基片进行蚀刻。在不同实施例中，蚀刻生长基片以影响石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料的释放可包括溶解过程。因此，所述蚀刻操作可包括至少将生长基片暴露在蚀刻溶液中。特别适合于金属生长基片，尤其是铜和其它过渡金属的蚀刻溶液可包括过硫酸铵作为蚀刻活性成分。即，在一些实施方式中，对生长基片的蚀刻可包括采用过硫酸铵蚀刻溶液溶解至少一部分金属。其它氧化蚀刻剂也适用于溶解至少一部分本发明实施例的金属基片。其它合适的蚀刻剂的示例可包括含有例如铁盐(例如氯化铁)、铜盐、过硫酸钾、过氧化氢氨、过氧化物、烟酸、醋酸、氢氟酸、硝酸及其组合的蚀刻溶液。此外，电化学蚀刻技术可用于将石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料从金属生长基片上释放。
[0053]在另一实施例中，将石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料从生长基片上释放可包括将石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料从金属生长基质上剥离。示意性的剥离过程可包括，例如:在石墨烯或石墨烯基和生长基片之间电解产生氢气从而促进剥离。
[0054]在一些实施例中，支撑层和石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料可在没有另一第二基片的存在下使用。然而，在另一些情况下，仍需要将支撑层和石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料转移至第二基片。在一些实施例中，可通过蚀刻溶液以及任选的另一种溶液促进去除和转移过程。图4显示了示意性方法，其中，通过蚀刻溶液将石墨烯或石墨烯基薄膜和多孔或渗透性支撑层从生长基片上脱开，然后转移至第二基片。如图4所示，蚀刻缸52中有蚀刻溶液50。生长基片2与蚀刻溶液50接触。在一些实施例中，所附着的石墨烯或石墨烯基薄膜4和支撑层6也可与蚀刻溶液50接触。在某些实施例中，生长基片2及其附着层可仅通过天然的浮力飘浮在蚀刻溶液50表面。在另一些实施例中，可利用高浮力材料例如泡沫来促进生长基片2及其附着层飘浮在蚀刻溶液50表面。所述高浮力材料还可包围生长基片2，从而一旦石墨烯或石墨烯基薄膜4从生长基片2移除时，就限制其横向移动。由于在操作60过程中蚀刻溶液50影响生长基片2的溶解，石墨烯或石墨烯基薄膜4和支撑层6保持飘浮在蚀刻溶液50上。随后，蚀刻缸52内蚀刻溶液50的水平可以降低从而将石墨烯或石墨烯基薄膜4及支撑层放至在第二基片8上，如操作70所示。任选地，石墨烯或石墨烯基薄膜4以及支撑层6可飘浮在不含活性蚀刻剂的不同液相上(如水或水-醇混合物)，并可以基本相同的方式将其降低至第二基片8上。一旦沉积到了第二基片8上，可移除石墨烯或石墨烯基薄膜4用于各种应用。类似的方法可用于操控通过机械剥离生产的石墨烯或石墨烯基薄膜4和支撑层6。
[0055]在图4中，石墨烯或石墨烯基薄膜4夹在第二基片8和支撑层6中。图5显示了支撑层6直接与第二基片8接触的另一种构造，其中石墨烯或石墨烯基薄膜4直接面向外。产生图5结构的操作基本与图4所述的那些相似，但在反置的或翻面的堆栈上进行，S卩，从横截面看，支撑层6低于二维材料。在释放生长基片之前或在释放生长基片之后，可将堆栈反置或者翻转。当在生长基片释放后把堆栈反置或者翻转后，在反置或翻面操作过程中，二维材料仍与支撑层6保持充分接触从而预防二维材料的撕裂、折叠或其它破坏。
[0056]因此，在一些实施例中，本发明方法可包括将石墨烯、石墨烯基或其它二维材料转移至第二基片上。可用的第二基片也可以是多孔或渗透性的。例如，当构建含有带孔的石墨烯或石墨烯基薄膜和多孔或渗透性支撑层的过滤膜时，第二基片也可以是多孔的或渗透性的从而使液体在堆栈结构中自由流动。
[0057]可以认为，只要所选择的材料适合于石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料的附着，任何材料均可用于形成第二基片或支撑层。层间的高度保形性可促进石墨烯或石墨烯基薄膜和/或堆栈结构的诸层之间的附着，而诸层间的保形接触可改善范德华力、非传导性力、共价键和/或离子键。在第二基片和/或支撑层中形成合适的多孔性的能力也能决定具体材料的合适度。材料的例子可以包括，例如各种聚合物、陶瓷、碳格栅等。
[0058]如上所述，第二基片可在本发明多个实施例中视需要而省略。即，石墨烯或石墨烯基薄膜及其附着的支撑层可在最终部署在多种应用中。因此，当在没有第二基片存在下利用石墨烯或石墨烯基薄膜及其附着的支撑层时，可省略转移操作。(例如，图4和5的操作60)。
[0059]在不同实施例中，本发明支持层在其内部可以有大量的孔洞。在一些实施例中，当支撑层在石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料上沉积时，可自然引入多个孔。在另一些实施例中，当支撑层沉积后，再分别在支撑层中引入多个孔。在任一情况中，本发明的方法可包括向支撑层中引入多个孔。下文更具体地描述了沉积或形成孔或渗透性支撑层的适用技术。
[0060]在一些实施例中，所述支撑层可在其厚度上具有“孔径梯度”。本文所用的“孔径梯度”指的是支撑层中的多个孔，各孔洞直径随着穿过孔中心的一条虚拟线增大或缩小。例如，支撑层具有的孔径在接近二维材料表面或沿着液流或气流的方向降低或减小。在这一实施例中，支撑层的孔径在接近二维材料的表面小于支撑层对侧的。
[0061]在一些实施例中，支撑层在其整个厚度上可具有“多孔性梯度”。如本文所用，“多孔性梯度”是指沿着支撑层维度的“多孔性”中的变化情况或一层中所有孔的体积与整层体积之比。例如，贯穿多孔支撑层的厚度，多孔性可以以规则或不规则的方式变化。通常，多孔性梯度沿着支撑层的一面向另一面降低。例如，支撑层中多孔性最低的可以在空间上位于最接近石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料，而多孔性最高的可以位于更远处。这种类型的多孔性梯度可以通过在二维材料上作静电纺丝获得，这样纤维垫在接近二维材料表面处的密度较高而在远离二维材料的表面处的密度较低。
[0062]在一些实施例中，支撑层可在其整个厚度中都具有“渗透性梯度”。如本文所用，“渗透性梯度”描述了 “渗透性”在沿着支撑层维度上的变化或液体或气体穿过多孔材料的流速。例如，贯穿支撑层的厚度，渗透性可以以规则或不规则的方式变化。通常，渗透梯度从支撑层的一个面向另一个面降低。例如，支撑层中渗透性最低的可以在空间上最接近石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料，而渗透性最高的可以位于更远处。本领域技术人员应理解层的渗透性可以上升或降低而没有孔洞直径或多孔性的变化，例如，对化学功能化、所施压力或其它因素起反应。
[0063]在不同实施例中，可对所述支撑层的厚度和结构进行选择从而在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料从生长基片上去除后赋予所需程度的结构支撑(例如，防止撕裂或弯曲)。在不同实施例中，所述支撑层的厚度可以是约Imm或更薄。在更具体的实施例中，支撑层的厚度范围约为500nm至ΙΟΟμπι之间，或在Ιμπι至50μηι之间，或在I微米至10微米之间。
[0064]在一些实施例中，石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料以及支撑层可在其内部含有多个孔。当二维材料和支撑层均含有孔时，二维材料中的孔通常小于支撑层的孔。例如，在一些实施例中，所述支撑层所含有的孔的大小可约为Iym或更大，而所述石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料所含有的孔可约为1nm或更小。因此，在不同实施例中，石墨烯或石墨烯基薄膜或其二维材料中孔的大小或直径至少比支撑层内孔的大小或直径小十倍，而在其它实施例中，石墨烯或石墨烯基薄膜或其二维材料中孔的大小或直径至少比支撑层内孔的大小或直径小一百倍。
[0065]向石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料引入多个孔的技术没有特别限制，可以包括各种化学和物理的打孔技术。适合的打孔技术可包括，例如:粒子轰击、化学氧化、光刻蚀刻或其任意的组合。在一些实施例中，对石墨烯或石墨烯基薄膜上进行的打孔以产生孔洞可与在支撑层建立孔洞一起进行。在一些实施例中，在沉积支撑层之前，可对石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料施行打孔工艺。在一些实施例中，可在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料附着于其生长基片的同时在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料中引入孔洞。在另一实施例中，可在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料从其生长基片上释放后再对石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料进行打孔，例如通过对生长基质进行蚀刻。
[0066]在不同实施例中，所述支撑层可以由多孔性或渗透性聚合物或多孔性或渗透性陶瓷材料形成。下文讨论了沉积用这些材料形成的支撑层的合适技术。
[0067]多孔性或渗透性聚合物可以通过多种方法沉积或形成并用于制造气体分离或微过滤应用的膜。在石墨烯或石墨烯基膜或其它二维材料上沉积或形成多孔性或渗透性聚合物的合适技术可包括向石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上浇铸或沉积聚合物溶液，采用的方法包括旋涂、淋涂、刀刮、浸镀、静电纺丝等其它类似技术。在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上形成多孔性或渗透性支撑层的合适聚合物并没有特别限制，例如，聚砜类、聚醚砜类(PES)、聚氟乙烯(PVDF)、聚丙烯、醋酸纤维素、聚乙烯、聚碳酸酯、氟碳聚合物例如聚四氟乙烯、及其混合物和大量共聚物。后文有这些技术及其它内容的进一步描述。
[0068]在一些实施例中，在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上形成支撑层的方法可包括静电纺丝法，其中，大量聚合丝状物在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上随机排列从而形成多孔垫。随着支撑层上丝状物的沉积，多孔垫可具有孔洞。图6显示了石墨烯或石墨烯基薄膜沉积在大量静电纺丝PVDF纤维上的示意性SEM照片。在某些实施例中，静电纺丝方法可构成湿性静电纺丝法，而在其它实施例中则是干性静电纺丝法。在干性静电纺丝法中，支撑层的纺成纤维一旦沉积后就作为主要离散实体而保留。与之相对的，湿性静电纺丝法可将纺成的纤维进行沉积从而使它们在沉积的时候至少部分融合在一起。因此，通过静电纺丝法沉积的纤维垫可以在大小和形态上都实现非常好的柔韧性。这些因素可以影响所述支撑层的多孔性程度以及有效孔径。支撑层的厚度也可影响有效多孔性。在一些实施例中，如上所述，静电纺丝法可用于在支撑层内形成多孔性梯度。支撑层的多孔性可包括有效多孔性数值最高95%且孔洞大小范围较大。在一些实施例中，可移动单个喷丝头来排列支撑层的多孔垫。在另一实施例中，可采用多个喷丝头来达到这个目的。在一些实施例中，静电纺丝支撑层中纺成纤维的纤维直径范围约在1 n m到约I μπι之间，或约在1 n m到约500nm之间，或约在20nm到约10nm之间。尽管有效孔径可以较大且在静电纺丝纤维支撑层中各有不同，但该纤维仍易于在石墨烯或石墨烯基薄膜或其二维材料脱离其生长基片后提供机械稳定性。
[0069]在一些实施例中，可通过溶液涂覆法将支撑层沉积到石墨烯或石墨烯基或其它二维材料上，尤其是聚合物薄膜支撑层。示例性溶液涂覆法可包括浸渍涂覆法、旋涂法、喷涂法等等或其任意组合。牺牲性材料可包含在涂覆溶液中或可与涂覆溶液共沉积，从而使牺牲性材料存在于已沉积的聚合物薄膜中。牺牲性材料可构成可降解材料、可去除材料或可溶解材料，其可在支撑层沉积后降解、去除或溶解从而向其中引入多个孔。如本文所有，术语“可降解的”指的是化学和物理降解过程，例如化学分解、融化等等。对牺牲性材料的大小进行选择，从而在牺牲性材料去除后在支撑层内形成所需大小的孔洞。通常，只要其降解、去除或溶解不会去除或实质性破坏支撑层材料，任何牺牲性材料均可使用。牺牲性材料的例子可包括，例如可溶性盐、可溶性化合物、可降解聚合粒子、蜡、低熔点合金等等。在这些方法的实施例中，当石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料附着至其生长基片上时，可以打开支撑层内的孔洞。在另一实施例中，所述孔洞可以在石墨烯、石墨烯基材料或其它二维材料从其生长基片上脱离后或其同时打开。因此，在不同实施例中，可采用溶剂交换或热退火工艺来打开支撑层内的孔洞。用于在支撑层内形成孔洞的基于溶解的方法据信比完全去除牺牲性支撑层更易操作，因为在更牢固的支撑层材料中可含有易溶解、可去除或可降解的材料。
[0070]在另一些实施例中，牺牲性材料可在支撑层的溶液相沉积之前就沉积在石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上。只要沉积层的厚度让牺牲性材料保持可触及，在支撑层内就可以形成多个孔。例如，可以调整支撑层的厚度从而使其小于牺牲性材料的有效直径，从而在去除牺牲性材料后在支撑层内形成孔洞。
[0071]在形成支撑层的还有另一些实施例中，非降解性粒子可与共聚物共沉积从而提高聚合物链之间的自由体积分数(fract1nal free volume)。通过提高自由体积分数，支撑层的有效渗透率可通过建立无分散孔洞的溶液-扩散层而得以提高。这些支撑层的示范性例子包括通过NAF10N(磺化四氟乙烯共聚物，对阳离子运动可选择性通过)形成的那些。根据本发明不同实施方式，这些支撑层还宜与带孔的石墨烯或石墨烯基薄膜或其它带孔的二维材料联用。
[0072]还可采用其它方法在石墨烯和石墨烯薄膜或其它二维材料上沉积多孔性或渗透性形式的支撑层。尤其是对于非聚合性支撑层。在一些实施例中，原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或其它已知的技术可用于沉积由陶瓷材料形成的多孔性或渗透性支撑层。例如，通过ALD可以形成氧化铝多孔性或渗透性支撑层。由ALD沉积的多孔性或渗透性支撑层具有最高约200个独立层且其厚度范围约为1nm至20nm。在有些实施例中，如上所述的牺牲性材料可用于向经ALD沉积的支撑层内引入多个孔。
[0073]在另一些实施例中，可采用多种光刻技术以在原先基本无孔的现有支撑层上形成出多个孔。形成多个孔可以是有序的或者天然随机的。本领域技术人员对合适的光刻技术较为熟悉。当将二维材料从生长基片上进行如下移除时，可以从石墨烯或石墨烯基薄膜的上缘或下缘进行光刻在支撑层中产生孔洞(如图2所示)。如果穿透深度足够深，支撑层上缘孔洞的生成还可以在二维材料中引入相似大小的多个孔，或者，只有在穿透深度不足以穿透二维材料时，可在支撑层内形成孔洞。相反，支撑层内下缘孔洞的生成可导致二维材料和支撑层都出现孔洞，因为光刻束在穿透支撑层的过程中不得不穿过二维材料。
[0074]在另一实施例中，支撑层可包括带孔的石墨烯、石墨烯基材料或其它带孔的二维材料，其所具有的孔洞大于其上沉积有支撑层的带孔石墨烯、石墨烯基质材料或其它带孔二维材料的孔洞。在一具体实施例中，石墨烯或石墨烯基材料可在其生长基片上应用光刻罩，则石墨或石墨烯基材料中则会密集产生多个大的穿孔(如大小为10nm或更大)。然后，可将光刻罩留在石墨烯或石墨烯材料上并去除生长基片，从而提供经光刻罩支撑的带孔石墨烯或石墨烯基材料。然后，所述经光刻罩支撑的带孔石墨烯或石墨烯基材料可在石墨烯表面与石墨烯表面之间相连从而为含有较小孔洞的石墨烯或石墨烯基材料产生混合支撑层。在两个石墨烯或石墨烯基材料表面之间，通过范德华力产生良好的附着。在将生长基片从含有较小孔洞的带孔石墨烯或石墨烯基材料上去除后，光刻罩可如本文所述的向复合结构提供机械支撑。
[0075]在一些实施例中，所述支撑层、所述第二基片(若有的话)或二者均可作官能化。具体地，所述支撑层和/或所述第二基片可具有官能团，其提高了石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料的兼容性和附着程度。在某些实施例中，所述支撑层和/或所述第二基片可具有功能基团，其促进与石墨烯或石墨烯基薄膜或其它二维材料上的功能团形成共价键。石墨烯或石墨烯材料内存在的残留官能团可包括:例如，羧酸、醇类、环氧化物、羰基化合物等等。因此，与石墨烯或石墨烯基材料形成共价键可涉及如下部分的形成，例如，酯类、醚类、醛类、醇类、酰胺、羰基加成化合物，环氧加成化合物等等。
[0076]因此，在某些实施例中，本文所描述的方法可包括提供附着于生长基片的石墨烯或石墨烯基薄膜，对所述薄膜进行打孔从而向其引入多个孔，在所述薄膜附着于所述生长基片的同时，在薄膜上沉积支撑层，和将所述薄膜从所述生长基片上释放。所述石墨烯或石墨烯基薄膜在薄膜从所述生长基片释放后仍保持与所述支撑层相接触。所述生长基片可以包括金属。所述支撑层也可含有多个孔。
[0077]在一些实施例中，本文所述的方法可包括采用含有石墨烯或石墨烯基和支撑层的复合结构进行过滤操作。所述过滤操作包括超滤、微滤、纳米滤、分子滤、反渗透或其组合。由带孔石墨烯或石墨烯基材料过滤的材料可以是任何材料，其使得所需的滤液通过带孔石墨烯或石墨烯基材料内的孔洞，而大多数材料留在石墨烯或石墨烯基材料的另一侧。采用含有纳米级或亚纳米级孔的石墨烯或石墨烯基材料过滤的材料包括:例如小分子、病毒、蛋白等等。在一些实施例中，本文所述经支撑的石墨烯或石墨烯基材料可用于水脱盐、裂隙相分离(gap-phase separat1n)或水净化应用。
[0078]因此，在多个实施例中，带孔石墨烯或石墨烯基材料和支撑层的组合、任选地与多孔性或渗透性第二基片的组合可以构成过滤膜的至少一部分。含有带孔石墨烯或石墨烯基材料以及含孔支撑层的过滤膜的示例性构造如本文附图所示。
[0079]尽管本发明参考了所公开的实施例进行描述，本领域技术人员容易理解，这些仅是本发明的示范性例子。应理解，在不脱离本发明宗旨的情况下可以有多重变形。本发明可通过引入大量上文未提及的变体、选择、替代或等同安排而进行修饰，但这些都与本发明宗旨和范围相符。此外，在描述本发明的不同实施例时，应理解本发明方面可以仅包括所描述的实施例中的一部分。因此，本发明并不为以下描述所限制。
[0080]除非另行说明，对所描述或示例的成分的每一种提法或组合均可以用于本发明的实施。化合物的具体命名可以是示例性的，正如本领域普通技术人员知道可以对相同的化合物进行不同命名。当本文描述一个化合物时，并没有将化合物的具体同分异构体或对映异构体进行特别指出，例如，在化学式或化学名中，该描述可以独立地包括所述化合物的同分异构体或对映异构体或其任意的组合。本领域技术人员应理解除了具体例举的该方法、设备元件、起始材料和合成材料均可在不需过度实验的情况下用于本发明实施。本发明可包括任意本领域所知的功能对等的方法、设备元件、起始材料和合成方法。
[0081]无论说明书中是否提及的范围，例如温度范围、时间范围、或组合物范围，所有给出的范围内所包括的中间范围和亚范围以及个体数值，均包括在本发明内。当本文采用了马库什基团或其它基团，所有基团的独立个体或所有组合或所述基团的亚组合都可各自包括在本发明中。
[0082]如本文所用，“包括”与“含有”“包含”或“特征在于”相同，是包容性的或开放式结尾且并不排除其它额外的、未描述的元素或方法步骤。如本文所用，“由……组成”则排除任何元素、步骤或未在权利要求部分中提及的组分。如本文所用，“基本上由……组成”并不排除会从本质上影响权利要求基础和新特征的材料或步骤。本文中，任何提及“包括”术语的，尤其是组合物成分的描述或设备元件的描述，应理解为包括了那些由及主要由所提及组分或部件的组合物和方法。本发明合适的示例性描述可在缺乏本发明未具体描述的一个或多个部件、一个或多个限制下实施。
[0083]所采用的术语和表达是作为描述而非限制，并未采用这些排除了所呈现和所描述的任何等同特征或其部分的术语和表达，但应理解，本发明的权利要求的范围可以包括不同的变体。因此，应理解，尽管本发明通过优选实施例进行具体描述，本文公开的任选的特征、变体和概念的变换可由本领域技术人员获知，而这些改变和变体则被视为在本发明所附权利要求的范围内。
[0084]通常，本文所用的术语和短语含有其为领域所认可的意义，可通过参考标准的教科书、文献参考和本领域技术人员所知的上下文而获得。前述的定义用于澄清其在本文上下文中的具体作用。
[0085]所有本申请中涉及的参考文献，例如专利文件(包括批准或授权专利或等同物)、专利申请公开文本以及非专利文献或其它来源的材料，均在此以引用的方式全文并入本文，正如各自通过引用纳入一样，纳入程度为各参考文献与本申请的纳入部分不一致(例如，部分不一致的参考文献通过引入纳入，除了该文献不一致的部分)。
[0086]本说明书中提及的所有专利和公开文本均代表了本发明所述领域技术人员的技术水平。本文所引用的参考文献被全文引用从而表示出目前的技术水平，有些情况下是其申请日，且意味着这是可以采用的信息，如果需要，可以排除(如排他性权利要求)现有技术中已有的【具体实施方式】。例如，当权利要求主张了一个化合物，应理解，现有技术中已知的化合物，包括参考文献中公开的某个化合物(尤其是参考的专利文献)，是不包括在本发明权利要求中的。
【主权项】
1.一种方法，包括: 提供附着至生长基片的二维材料； 在二维材料附着于生长基片的同时将支撑层沉积于二维材料上;和将二维材料从生长基片上释放，在二维材料从生长基片上释放后，所述二维材料仍保持与支撑层相接触。2.如权利要求1所述的方法，其中，将二维材料从生长基片上释放包括对所述生长基片进行蚀刻。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述二维材料包括石墨烯或石墨烯基薄膜、过渡金属的二硫化物、α-氮化硼、硅烯、锗烯或其组合。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述支撑层的厚度为Imm或更低。5.如权利要求1所述的方法，还包含: 向所述支撑层引入多个孔。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述支撑层包括通过湿性静电纺丝法或干性静电纺丝法在二维材料上形成的大量聚合物丝，在沉积支撑层的同时在支撑层中引入多个孔。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述支撑层包括涂覆于所述二维材料上的聚合薄膜，所述聚合薄膜还包括牺牲性材料，其在沉积在所述支撑层后降解、去除或溶解以在支撑层引入多个孔。8.如权利要求5所述的方法，其中，所述支撑层在其整个厚度中具有多孔性梯度。9.如权利要求5所述的方法，其中，所述支撑层包括通过原子层沉积法沉积的陶瓷材料。10.如权利要求5所述的方法，还包括: 在二维材料上打孔从而向其引入多个孔，所述二维材料中的多个孔比在所述支撑层中的多个孔至少小10倍。11.如权利要求10所述的方法，其中，在支撑层沉积之前，对二维材料进行打孔。12.如权利要求10所述的方法，其中，在二维材料沉积从生长基片释放后，对所述二维材料进行打孔。13.如权利要求10所述的方法，还包括，将所述二维材料和所述支撑层转移至第二基片。14.如权利要求1所述的方法，还包括: 对所述二维材料进行打孔从而向其引入多个孔。15.一种方法，包括: 提供附着至生长基片的石墨烯或石墨烯基薄膜，所述生长基片含有金属； 对石墨烯或石墨烯基薄膜进行打孔从而向其中引入多个孔； 在石墨烯或石墨烯基薄膜附着于生长基片的同时，将支撑层沉积于石墨烯或石墨烯基薄膜上;所述支撑层也含有多个孔;和 将所述石墨烯或石墨烯基薄膜从所述生长基片上释放，在薄膜从所述生长基片上释放后，所述石墨烯或石墨烯基薄膜保持与所述支撑层相接触。16.如权利要求15所述的方法，其中，将石墨烯或石墨烯基薄膜从生长基片上释放包括对所述生长基片进行蚀刻。17.如权利要求16所述的方法，其中，对所述生长基片进行的蚀刻包括采用蚀刻溶液至少部分溶解金属。18.如权利要求15所述的方法，其中，在其上沉积支撑层之前，对石墨烯或石墨烯基薄膜进行打孔。19.如权利要求15所述的方法，其中，在石墨烯或石墨烯基薄膜从生长基片上释放之后，对石墨烯或石墨烯基薄膜进行打孔。20.如权利要求15所述的方法，其中，所述石墨烯或石墨烯基薄膜中的多个孔比在所述支撑层中的多个孔至少小1倍。21.如权利要求15所述的方法，其中，所述支撑层的厚度为Imm或更低。22.如权利要求15所述的方法，还包括: 将石墨烯或石墨烯基薄膜和所述支撑层转移到第二基片上。23.如权利要求22所述的方法，其中，所述第二基片含有多个孔。24.如权利要求22所述的方法，其中，所述石墨烯或石墨烯基薄膜夹在第二基片和所述支撑层之间。25.如权利要求15所述的方法，其中，所述支撑层含有多孔性或渗透性聚合物或多孔性或渗透性陶瓷材料。26.—种过滤膜，含有打孔的石墨烯或石墨烯基材料和支撑层，所述过滤膜由权利要求15所述的方法制备。
【文档编号】C03C27/00GK106029596SQ201580006832
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】S·L·辛萨鲍夫, P·V·贝得沃斯, D·F·小凯希, S·E·海瑟, S·W·辛顿, R·M·斯托豋伯格, J·L·斯维特
【申请人】洛克希德马丁公司