虽本实施例例示于一个平面基材上形成石墨烯薄膜F，但亦可将本实施例应用于不同形状的基材表面以形成石墨烯薄膜F。
[0051]且工件2的材料可金属，例如不锈钢、铝、铝合金、或是电镀及具有各种表面处理的金属材质。工件2也为聚合物薄片，例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、铁氟龙、硅胶等，此外，工件2涂覆石墨烯薄膜前亦可有一前处理程序，例如针对工件2表面进行硬化处理、氟化处理、亲水处理等等。
[0052]此外，亦可将工件2先置入热水浴中，并将工件2调整至适当温度，以使将工件2表面的石墨烯溶液G干燥速度加速。
[0053]实际操作时，石墨烯溶液G将会于溶液S的表面形成石墨烯薄膜F，传输装置14得以将工件2至少部分没入溶液S。当工件2通过石墨烯薄膜F与溶液S的界面时，石墨烯薄膜F得以附着于工件2的表面。
[0054]且本实施例还包括干燥单元16，设置于传输装置14的一侧，并得以烘干着附于工件2的表面的石墨烯薄膜F (将石墨烯薄膜的水分完全去除)，并避免石墨烯薄膜F意外剥落或是其内部产生气泡。
[0055]干燥单元16可为发热单元、发光单元、热风单元、鼓风机、风刀、灯管、灯泡、电热器或红外线加热装置等等。且依据不同种类的干燥单元16、须干燥的区域的大小可控制石墨烯薄膜F干燥的时间大约可介于I秒至I分钟之间，但不以此为限制。
[0056]请特别参考图5，其为本发明所提供的不同厚度的石墨烯薄膜的光学穿透度与片电阻的关系图。
[0057]详而言之，制备石墨烯薄膜的装置I亦可依据不同的需求(例如不同的光学穿透度、片电阻的考虑)，形成不同厚度的石墨烯薄膜。故，例如，本实施例所形成的单层石墨烯薄膜的厚度可介于Inm至10nm之间,若需要制作较厚的石墨烯薄膜,则可通过将具有石墨烯薄膜的工件再次通过石墨烯薄膜与溶液的界面。换言之，使用者可通过重复附着的方式将石墨烯薄膜堆栈至所欲的厚度。
[0058]且此种作法的优点在于，各石墨烯薄膜皆以平行堆栈(如图4A)，这些石墨烯层体的各层间距相等，使得热能将会依循平行的方向逸散，且可阻断热能往垂直层体的方向传导，故可使得整体的平行导热效果、垂直绝热效果相较熟知的石墨烯结构(如图4B)更优巳升。
[0059]以下将例示，本实施例的可能的实验例作为参考。
[0060]本发明的第一实验例的石墨烯溶液G可由石墨烯与氯仿配7mg / ml的溶剂。且供料单元12可为一内径为100 μ m的针筒，且以Iml / s的速度进料。并以80°C的去离子水作为溶液S。且本实施例的工件2可先进行一亲水处理。
[0061]通过氯仿在溶液S表面所造成的张力，石墨烯溶液G中的石墨烯附着于表面已亲水处理的工件2的PET表面，工件2与与石墨烯薄膜F与溶液S的界面呈大约75°C?90°C。
[0062]再通过干燥单元16以80°C烘烤着附于工件2的表面的石墨烯薄膜F，去除残留在石墨烯薄膜内的水与溶剂，并形成厚度为I?30nm的石墨烯薄膜F。
[0063]此外，本实施例的基材的材质可为铝箔，鉴于石墨烯本身优异的电导特性，将石墨烯涂布于在铝箔表面还可增进铝箔的电导特性。此实施例将可作为在锂电池正极材料的电极使用，进而提升锂电池的整体的性能。
[0064]本发明的第二实施例石墨烯溶液G则可为由石墨烯与氯仿配成5mg / ml的溶剂。且供料单元12可为内径Imm的出料口蠕动泵，且以1ml / min的速率进料。并以80°C的去离子水作为溶液S。
[0065]补充说明的是，本案的供料单元可依据不同的流量采用泵或是针筒，但不以这两者为限制。
[0066]相似地，通过氯仿在溶液S表面所造成的张力，石墨烯溶液G中的石墨烯(或称石墨烯薄膜F)附着于表面已亲水处理的工件2的表面(工件2可为铝箔)，工件2与与石墨烯薄膜F与溶液S的界面呈大约30°C?45°C。
[0067]接着，再通过干燥单元16并以150°C烘烤，以去除残留在石墨烯薄膜F内的水与溶齐U，以形成理想的石墨烯薄膜堆栈型态与方向性。此外，根据涂布的次数与时间，本实施例可于工件2上形成厚度介于30 μ m?75 μ m的石墨烯薄膜。
[0068]最后，本发明还可包括一第三实施例，其石墨烯溶液G可由石墨烯与Img / ml 二甲基甲酰胺所组成。且供料单元12可为一内径为100 μ m的针筒，以Iml / min的速率进料。并以80°C的去离子水作为溶液S。
[0069]通过二甲基甲酰胺在溶液S表面所造成的张力，石墨烯溶液G中的石墨烯(或称石墨烯薄膜F)将会附着于工件2的表面(此实施例的工件或其表面可为聚酯(PET)材质)。此时，工件2与与石墨烯薄膜F与溶液S的界面呈大约75°C?90°C。
[0070]接着，再通过干燥单元16并以80°C烘烤，以去除残留在石墨烯薄膜F内的水与溶齐U，以形成理想的石墨烯薄膜F堆栈型态与方向性。此外，根据涂布的次数与时间，本实施例可于工件2上形成厚度介于I?30nm的石墨烯薄膜F于工件2表面。
[0071]承上所述，本发明利用将石墨烯溶液形成于溶液的表面形成一石墨烯薄膜，且工件得以通过石墨烯溶液与溶液的界面的方式，使得石墨烯薄膜形成于工件上。且此种制备方式将不局限工件的表面形状，换言之，可依据需求将石墨烯薄膜形成于电极、或是作为表面防腐蚀处理使用。
[0072]此外，还可通过重复形成石墨烯薄膜，以产生排列方向一致且各层体间隔均匀的石墨烯薄膜，此种结构的石墨烯薄膜除了具优良的导电性以外，还可在各层体间形热流的通道，形成优良的导热材。
[0073]故，通过上述配置本发明应可实现提供一种石墨烯产物具有方向性、便于量产的石墨烯薄膜的目的。
[0074]以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求中。
[0075]符号说明
[0076]1:装置
[0077]10:槽体
[0078]12:供料单元
[0079]14:传输装置
[0080]16:干燥单元
[0081]2:工件
[0082]S:溶液
[0083]G:石墨烯溶液
[0084]F:石墨烯薄膜
[0085]SI?S5:方法步骤。
【主权项】
1.一种制备石墨烯薄膜的装置，其特征在于包括: 一槽体，具有一容置空间，且所述容置空间包括一溶液； 一供料单元，提供一石墨烯溶液；以及 一传输装置； 其中，所述石墨烯溶液形成于所述溶液的表面，且所述石墨溶液得以于所述溶液表面形成一石墨烯薄膜，所述传输装置得以将一工件至少部分没入所述溶液，当所述工件通过所述石墨烯薄膜与所述溶液的一界面时，所述石墨烯薄膜得以附着于所述工件的一表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括一干燥单元，设置于所述传输装置的一侧，并得以烘干着附于所述工件的所述表面的所述石墨烯溶液。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述传输装置为一滚轮装置。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述石墨烯溶液包括一有机溶液，且所述有机溶液为正己烷、甲苯、氯仿、四氯氟喃、二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、苯或其组入口 ο
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述溶液包括一有机溶剂，且所述有机溶液为正己烷、甲苯、氯仿、四氯氟喃、二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、苯或其组合。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述工件为一基板、一电子装置壳体或一电极结构。
7.一种制备石墨烯薄膜的方法，其特征在于其步骤包括: 提供一工件； 提供一石墨烯溶液，并使所述石墨烯溶液于一溶液的一表面形成一石墨烯薄膜； 使所述工件通过所述石墨烯薄膜与所述溶液的一界面；以及 使一石墨烯薄膜形成于所述工件。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述“使所述石墨烯薄膜形成于所述工件”的步骤还包括一烘干步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括: 将具有所述石墨烯薄膜的所述工件再次通过所述石墨烯薄膜与所述溶液的所述界面。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述石墨烯溶液包括一有机溶液，且所述有机溶液为正己烷、甲苯、氯仿、四氯氟喃、二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、苯或其组入口 ο
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述溶液包括一有机溶剂，且所述有机溶液为正己烷、甲苯、氯仿、四氯氟喃、二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、二甲基亚砜、苯或其组合。
12.—种石墨烯薄膜的结构，其特征在于包括: 多个石墨烯层体，且所述石墨烯层体的各层间距相等，其中所述石墨烯层体是以权利要求7?11任一项所述的方法所制成。
【专利摘要】本发明的名称为制备石墨烯薄膜的装置、方法以及石墨烯薄膜的结构。制备石墨烯薄膜的装置包括槽体、供料单元以及传输装置。槽体具有容置空间，且容置空间包括溶液。供料单元则可提供石墨烯溶液，石墨烯溶液形成于溶液的表面，且石墨溶液得以于溶液表面形成石墨烯薄膜，传输装置得以将工件至少部分没入溶液。当工件通过石墨烯薄膜与溶液的界面时，石墨烯薄膜得以附着于工件的表面。因此，依据本发明可以量产具有高方向性的石墨烯产物。
【IPC分类】C01B31-04
【公开号】CN104803374
【申请号】CN201410043530
【发明人】李连忠, 吳丰宇, 陈姿吟, 周曈
【申请人】奈创科技股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月29日