[发明专利]基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法

说明书

本发明提供一种基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备氧化石墨烯溶液、还原剂溶液并按比例均匀混合形成混合溶液；将开设有多个通孔的基膜放置于混合溶液表面；在基膜和混合溶液处于静置状态下对混合溶液进行加热，使石墨烯在基膜的下表面自组装形成石墨烯自组装层；干燥处理石墨烯自组装层得到石墨烯自组装薄膜。本发明在氧化石墨烯还原的化学反应过程中，将基膜设于气液界面处，通过小孔诱导自组装形成石墨烯薄膜，不受过滤和LB膜提拉的限制，不需要分两步完成，在一个步骤就能完成石墨烯薄膜的制备，生产效率高。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料技术领域，具体涉及一种基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法。

背景技术

石墨烯薄膜是一种新型材料，具有高导电性、高导热性和超柔性，但石墨烯薄膜的制备不易，故有大量的研究集中于石墨烯薄膜制备方法。目前，在石墨烯薄膜的制备方法方面，存在以下问题：(1)通过过滤石墨烯分散液制备石墨烯薄膜，无法制备大面积的石墨烯薄膜。(2)采用气液界面自组装法制备石墨烯薄膜，需要先制备氧化石墨烯薄膜，再将氧化石墨烯薄膜还原，过程较为繁琐，应用局限性较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法，利用氧化石墨烯还原的化学反应过程，借助滤膜通过小孔诱导还原后的氧化石墨烯自组装制备石墨烯薄膜。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法，包括以下步骤：

制备氧化石墨烯溶液、还原剂溶液；

将氧化石墨烯溶液、还原剂溶液按比例均匀混合形成混合溶液；

将开设有多个通孔的基膜放置于混合溶液表面；

在基膜和混合溶液处于静置状态下对混合溶液进行加热，使石墨烯在基膜的下表面自组装形成石墨烯自组装层；

对石墨烯自组装层进行干燥处理，得到石墨烯自组装薄膜。

进一步的，基膜包括有机膜、无机膜或小孔滤网。

进一步的，有机膜为聚四氟乙烯有机固膜，无机膜为Al₂O₃无机膜，小孔滤网为金属滤网。

进一步的，通孔的孔径小于或等于5毫米。

进一步的，还原剂溶液为抗坏血酸溶液或硼氢化钠溶液。

进一步的，氧化石墨烯溶液的浓度为1mg/mL～10mg/mL，抗坏血酸溶液或硼氢化钠溶液的浓度均为1mg/mL～20mg/mL。

进一步的，将氧化石墨烯溶液与抗坏血酸溶液或硼氢化钠溶液按体积比1:10到10:1均匀混合形成混合溶液。

进一步的，在基膜和混合溶液处于静置状态下对混合溶液进行加热时，加热温度为25～95℃、加热时间为20分钟～24小时。

进一步的，干燥处理包括自然风干或真空烘干。

第二方面，提供了一种基于平面基膜的氧化石墨烯还原自组装薄膜制备方法，包括以下步骤：

制备氧化石墨烯溶液、还原剂溶液；

将氧化石墨烯溶液、还原剂溶液按比例均匀混合形成混合溶液；

将混合溶液处于静置状态下进行加热；

将基膜放置于加热的混合溶液表面，使石墨烯在基膜的下表面自组装形成石墨烯自组装层；

对石墨烯自组装层进行干燥处理，得到石墨烯自组装薄膜。