[发明专利]石墨烯薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用双频驱动的容性耦合等离子体源对氢气放电产生氢等离子体，利用所述氢等离子体在20-80℃下还原氧化石墨烯薄膜表面的含氧官能团，得到所述石墨烯薄膜，所述氧化石墨烯薄膜的厚度为1-30μm，氢气的流量为10-30sccm，其中，产生所述双频驱动的容性耦合等离子体源的

上电极的射频频率为13.56-60MHz，功率为0-500W，

下电极的射频频率为2-27.12MHz，功率为0-500W，

所述氢气通过进气管(9)与上电极的上极板(2)连通，所述上极板(2)上均布有若干小孔，以使得所述氢气采用淋喷式进气方式产生所述氢等离子体。

2.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：在真空条件下进行还原，本底真空为1×10^-5-5×10^-5Pa，工作气压为10-30Pa。

3.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：还原时间为10-30分钟。

4.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：在双频驱动的容性耦合等离子体装置中制备所述石墨烯薄膜，所述双频驱动的容性耦合等离子体装置还包括真空室(1)、正对所述上极板(2)下方的下极板(3)、真空抽气系统(8)，所述上极板(2)位于所述真空室(1)中，所述上极板(2)和所述下极板(3)平行设置且间距可调，所述上极板(2)连接所述上电极(6)，所述下极板(3)连接所述下电极(7)，所述下极板(3)的下表面还连接有加热器(5)，所述氧化石墨烯薄膜放置于所述下极板(3)上，所述真空室还开设有进气口，所述进气管(9)穿设于所述进气口内。

5.根据权利要求4所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述上电极(6)连接有第一匹配调节器(61)，所述下电极(7)连接有第二匹配调节器(71)。

6.根据权利要求4所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述加热器(5)为铠甲加热器，加热温度范围为0-1000℃。

7.根据权利要求4所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述上极板(2)和所述下极板(3)的间距为30-100mm。

8.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯薄膜的制备方法包括以下步骤：

(1)将石墨和硝酸钠在硫酸中混匀，然后向其中加入高锰酸钾，在0-30℃下反应0.5-1.0小时，然后升温至20-60℃反应2-3小时，加入水后升温至80-120℃，再加入双氧水反应1-2小时，得到氧化石墨烯悬浮液；

(2)将1-5mg/mL的所述氧化石墨烯悬浮液过滤、烘干后，得到所述氧化石墨烯薄膜。

9.根据权利要求8所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述石墨、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为1-3:1-2:5-8。

10.根据权利要求8所述的石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述石墨的质量与硫酸的体积、双氧水的体积比为1-3g:30-60mL:20-50mL。