本发明涉及膜制备领域,尤其涉及一种石墨烯膜的剥离方法。
背景技术:
石墨烯膜具有极大的电子迁移率、极高的强度、优异的化学修饰性等,被誉为未来的材料。目前,纳米厚度石墨烯在导电薄膜、光电器件、声波探测、气体探测等领域表现出巨大的应用优势,并有望工业化制备。其中纳米厚度石墨烯膜分为cvd石墨烯和氧化石墨烯基纳米石墨烯两种。氧化石墨烯是由占世界储量70%的石墨氧化制备而来,价格低廉。
纳米石墨烯膜的剥离方法主要有以下几种:
其一、刻蚀法,通过抽滤、铺膜等方法制备附有基底的氧化石墨烯膜并通过刻蚀剂,刻蚀基底,得到独立自支撑的纳米厚度石墨烯膜;其二、固相转移法,通过固相物质的热胀冷缩来剥离石墨烯和基底;其三,溶剂沉淀法,利用湿法纺丝的方法,将氧化石墨烯膜在凝固浴中沉积,并和基底脱离;其四,化学还原转移法,通过抽滤,化学还原减少接触面积,然后表面张力剥离。
但是所有的方法,要么需要多余的化学试剂,要么需要有机溶剂,不能做到完全的绿色过程。为此,我们发明了一种绿色分离过程,整个过程只需要水的参与,为石墨烯和基底的分离提供了一种新思路。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种石墨烯膜的剥离方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种石墨烯膜的剥离方法,该方法是石墨烯膜从aao基底膜上剥离,具体为:将表面贴合有石墨烯膜的aao基底膜以石墨烯膜所在的面朝上,置于水面上;按压aao基底膜,使得aao基底膜下沉,石墨烯膜漂浮于水面。
进一步地,按压位置为aao基底膜的边缘。
进一步地,该方法能剥离厚度为4nm的石墨烯膜。
进一步地,所述石墨烯膜为氧化石墨烯膜或还原后的氧化石墨烯膜。
进一步地,所述aao基底膜的表面的孔隙率不小于40%。
本发明的有益效果在于:本发明避开了还原剥离、刻蚀剥离两种剥离手段,保证剥离得到的石墨烯膜不受任何破坏,保持其在aao基底膜上的原有形态、结构和性能。同时,对aao基底膜也没有产生任何破坏,可重复利用。
附图说明
图1为aao基底膜剥离石墨烯膜的流程示意图。
图2为实施例1aao基底膜剥离石墨烯膜的实验过程图。
图3为对比例1mce基底膜剥离石墨烯膜的实验过程图。
图4为实施例1剥离石墨烯膜的原子力显微镜图。
图5为实施例2剥离石墨烯膜的原子力显微镜图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,通过控制石墨烯溶液的浓度,通过抽滤方法在aao基底膜抽滤得到超薄的还原氧化石墨烯膜;将表面贴合有还原氧化石墨烯膜的aao基底膜(孔隙率为40%),以石墨烯膜所在的面朝上,置于水面上,如图1a和2a;按压aao基底膜,如图2b,aao基底膜开始下沉,如图2c,最后,aao基底膜沉于杯底,石墨烯膜(虚线圈内)漂浮于水面,如图1b和2d。
用硅片将漂浮于水面的石墨烯膜从下往上捞起,使得石墨烯膜平铺于基底表面,自然晾干后,通过原子力显微镜测试其厚度为4nm,如图4所示。
实施例2
通过控制石墨烯溶液的浓度,通过抽滤方法在aao基底膜抽滤得到超薄的还原氧化石墨烯膜;将表面贴合有氧化石墨烯膜的aao基底膜(孔隙率为60%),以石墨烯膜所在的面朝上,置于水面上,按压aao基底膜边缘,aao基底膜开始下沉,最后,aao基底膜沉于杯底,石墨烯膜漂浮于水面,石墨烯膜成功剥离。
用硅片将漂浮于水面的石墨烯膜从下往上捞起,使得石墨烯膜平铺于基底表面,自然晾干后,通过原子力显微镜测试其厚度为4nm,如图5所示。
对比例1
按照如实施例2的抽滤方法,在mce基底膜抽滤得到厚度为20nm的还原氧化石墨烯膜,然后将表面贴合有还原氧化石墨烯膜的mce基底膜(孔隙率为60%),以石墨烯膜所在的面朝上,置于水面上,图3a所示,按压mce基底膜边缘,mce基底膜不下沉,图3b所示,石墨烯膜剥离失败。
需要说明的是,抽滤法是目前公认的最均匀制备石墨烯膜的方法,在一定的抽滤液量下,可以调控浓度来对石墨烯膜的厚度进行控制,厚度最低可以是一层石墨烯,随着石墨烯浓度的增加,在压力作用下,新增的石墨烯逐步填充到第一层石墨烯的间隙,使得第一层石墨烯逐步完全填充,进而发展成第二层,不断重复以上步骤,可以制备厚度跨越2层到上万层石墨烯的石墨烯纳米膜。因此,本领域技术人员可通过简单的实验参数调整即可获得厚度为4nm的石墨烯膜。