CN103890860B - 包括掺杂的聚合物层的石墨烯基层叠件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种包括掺杂的聚合物层的石墨烯基层叠件。所述石墨烯基层叠件可包括：基底；石墨烯层，被设置在基底上并且包括至少一层；掺杂的聚合物层，被设置在石墨烯层的至少一个表面上并且包括有机掺杂剂。
Description
技术领域
本公开涉及一种石墨烯基层叠件，更具体地说，涉及一种包括掺杂的聚合物层的石墨烯基层叠件，该掺杂的聚合物层可控制石墨烯层的导电性并保护石墨烯基层叠件的石墨烯层。
背景技术
石墨烯是一种具有高导电性以及稳定的电学特性、机械特性和化学特性的材料。石墨烯的电子迁移率是硅的约100倍高，并且电流流动速率是铜的约100倍高。因此，近来针对石墨烯的各种方面已有很多研究。
石墨烯仅由具有相对小原子重量的碳组成，因此易于被加工为一维或二维纳米图案。根据碳的各种化学键，石墨烯可应用于控制材料的半导电特性或导电特性，并且可应用于制造大范围的诸如传感器和存储装置的功能性装置。
透明电极领域是石墨烯的一个市场快速增长的应用领域。由于长时间使用氧化铟锡（ITO）作为主要的透明电极材料，使得诸如铟资源枯竭和成本增加的问题已经出现。而且，铟是易破碎的，因此不适用于可折叠或可延展的柔性产品。由于这些原因，对于开发石墨烯作为铟的替代物，已有越来越多的需求。
然而，还没有实现石墨烯的有效合成和转移、或合适的掺杂剂，因此目前可利用的石墨烯基电极装置不能保证令人满意的质量和实际生产所需要的规模。
发明内容
技术问题
本发明提供一种包括掺杂的聚合物层的石墨烯基层叠件，该掺杂的聚合物层可控制石墨烯层的导电性并且保护石墨烯基层叠件的石墨烯层。
技术方案
根据本发明的一个方面，石墨烯基层叠件包括：基底；石墨烯层，被设置在基底上并且包括至少一层；掺杂的聚合物层，被设置在石墨烯层的至少一个表面上并且包括有机掺杂剂。
所述基底可具有透明性、柔性、延展性的特性或这些特性的组合。
所述基底可利用具有重复单元的聚合物而制造，该重复单元包括从由取代或未取代的烯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的醚基、取代或未取代的丙烯酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的苯乙烯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰亚胺基和取代或未取代的砜基组成的组中选择的至少一种。所述基底可利用纤维素或包括纤维素的聚合物而制造。重复单元的数量可以在约1至约500的范围内，在一些实施例中可以在约1至约300的范围内。聚合物可以是均聚物或共聚物。例如，聚合物可以是均聚物。共聚物中不同重复单元的比例可以被适宜地控制为本领域中常用的范围，例如，控制为0.01:0.99至0.99:0.01的范围。
如这里所使用的，“烯基”可以是“取代或未取代的C2～C20烯基”，例如，可以是“取代或未取代的C2～C10烯基”。术语“取代”可以指取代有下述基团：卤素原子、取代有卤素原子的C1～C20烷基（例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等）、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1～C20烷基、C2～C20烯基、C2～C20炔基、C1～C20杂烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳烷基、C6～C20杂芳基或者C6～C20杂芳烷基。
如这里所使用的，“酯基”是指用-COOR表示的基团，“碳酸酯基”是指用-OC(=O)(OR)表示的基团，“酰胺基”是指用-RC(=O)NR1表示的基团，“酰亚胺基”是指用-R1C(=O)N(R)C(=O)R2表示的基团，“砜”是指用-RSO2R1表示的基团。在这些化学式中，R、R1和R2均可以独立地为氢、C1～C10烷基或C6～C20芳基。
如这里所使用的，“包括纤维素的聚合物”是指包括纤维素的聚合物，并且是具有重复单元的聚合物，该重复单元包括从由取代或未取代的烯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的醚基、取代或未取代的丙烯酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的苯乙烯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰亚胺基和取代或未取代的砜基组成的组中选择的至少一种。
在一些实施例中，掺杂的聚合物层的有机掺杂剂可以是离子液体，离子液体可包括由以下化学式1和/或化学式2表示的化合物：
[化学式1]
在化学式1中，R1和R2可以是彼此相同或彼此不同，并且均可以独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-可表示离子液体的阴离子。
[化学式2]
在化学式2中，R3和R4可以是彼此相同或彼此不同，并且均可以独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-可表示离子液体的阴离子。
对于化学式1和/或化学式2，术语“取代”指取代有下述基团：卤素原子、取代有卤素原子的C1～C20烷基（例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等）、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1～C20烷基、C2～C20烯基、C2～C20炔基、C1～C20杂烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳烷基、C6～C20杂芳基或者C6～C20杂芳烷基。
化学式1中的阳离子可包括从由1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-辛基-3-甲基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓组成的组中选择的至少一种。
化学式2中的阳离子可包括从由1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-乙基-3-甲基吡啶鎓、1-丁基-3-甲基吡啶鎓、1-己基-3-甲基吡啶鎓和1-丁基-3,4-二甲基吡啶鎓组成的组中选择的至少一种。
化学式1或2的离子液体的阴离子可以是有机阴离子或无机阴离子。例如，化学式1或2的离子液体的阴离子可包括从由Br-、Cl-、I-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AlCl4 -、Al2Cl7 -、AsF6 -、SbF6 -、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、C2H5SO3 -、CH3SO4 -、C2H5SO4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)3C-、(CF3CF2SO2)2N-、C4F9SO3 -、C3F7COO-和(CF3SO2)(CF3CO)N-组成的组中选择的至少一种。在一些实施例中，掺杂的聚合物层还可包括能与所述离子液体相容的聚合物。例如，能与所述离子液体相容的聚合物可包括从由聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏二氟乙烯和它们的共聚物组成的组中选择的至少一种。共聚物中不同重复单元的比例可以被适宜地控制为本领域中常用的范围，例如，控制为0.01:0.99至0.99:0.01的范围。
发明效果
如上所述，根据本发明的一个或更多个实施例，石墨烯基层叠件可包括在石墨烯层的至少一个表面上的掺杂的聚合物层，以控制石墨烯层的导电性。掺杂的聚合物层可保护石墨烯层并进一步稳定石墨烯层。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的石墨烯基层叠件的示意性透视图；
图2是根据本公开的实施例的图1的石墨烯基层叠件的剖视图；
图3是根据本公开的另一实施例的图1的石墨烯基层叠件的剖视图。
用于实施本发明的最佳方式
在下文中，将参照附图对本发明的实施例进行更加详细地描述。
图1是根据本公开的实施例的石墨烯基层叠件100的示意性透视图。图2和图3是根据本公开的实施例的图1的石墨烯基层叠件的剖视图。
参照图1，石墨烯基层叠件（基于石墨烯的层叠件）100可包括基底110、设置在基底110上的石墨烯层120以及设置在石墨烯层120的至少一个表面上的掺杂的聚合物层130。
石墨烯基层叠件100可用于制造需要柔性和/或延展特性的诸如下一代电场晶体管或二极管等的各种电子电气装置的电极（特别是透明电极），或用于制造石墨烯透明电极，该石墨烯透明电极用于太阳能电池领域、触摸传感器领域和柔性成为问题的电子技术领域中的光电应用。
基底110可具有透明性、柔性、延展性的特性或这些特性的组合。基底110可包括具有重复单元的聚合物，该重复单元包括从由取代或未取代的烯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的醚基、取代或未取代的丙烯酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的苯乙烯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰亚胺基和取代和未取代的砜基组成的组中选择的至少一种。重复单元的数量可以在约1至约500的范围内，在一些实施例中可以在约1至约300的范围内。聚合物可以是均聚物或共聚物。例如，聚合物可以是均聚物。共聚物中不同重复单元的比例可以被适宜地控制为本领域中的常用范围。
如这里所使用的，“烯基”可以是“取代或未取代的C2～C20烯基”，例如，可以是“取代或未取代的C2～C10烯基”。术语“取代”可以指取代有下述基团：卤素原子、取代有卤素原子的C1～C20烷基（例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等）、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1～C20烷基、C2～C20烯基、C2～C20炔基、C1～C20杂烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳烷基、C6～C20杂芳基或C6～C20杂芳烷基。
如这里所使用的，“酯基”是指用-COOR表示的基团，“碳酸酯基”是指用-OC(=O)(OR)表示的基团，“酰胺基”是指用-RC(=O)NR1表示的基团，“酰亚胺基”是指用-R1C(=O)N(R)C(=O)R2表示的基团，“砜”是指用-RSO2R1表示的基团。在这些化学式中，R、R1和R2均可以独立地为氢、C1～C10烷基或C6～C20芳基。
如这里所使用的，“包括纤维素的聚合物”是指包括纤维素的聚合物，并且是具有重复单元的聚合物，该重复单元包括从由取代或未取代的烯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的醚基、取代或未取代的丙烯酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的苯乙烯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰亚胺基和取代或未取代的砜基组成的组中选择的至少一种。
用于基底的聚合物可以是例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚碳酸酯（PC）或聚酰亚胺（PI）。
石墨烯层120可形成在基底110上。将随后描述在基底110上形成石墨烯层120的方法。
石墨烯层120可以是石墨烯层或石墨烯片，其中多个碳原子彼此共价连接以形成多环芳香分子。
彼此共价连接的碳原子可以形成但不限于如图1所示的六元环，作为基本的重复单元。共价连接的碳原子还可以形成五元环、七元环等。
石墨烯层120可以是但不限于单层。石墨烯层120也可以是多层。例如，石墨烯层120可以是2层至50层。
石墨烯层120可具有大面积，例如，在横向或纵向上具有约1mm至约1000m的长度。
掺杂的聚合物层130可被设置在石墨烯层120的至少一个表面上并且包括有机掺杂剂。掺杂的聚合物层130可控制石墨烯层120的导电性并且可以保护石墨烯层120。
如图1所示，掺杂的聚合物层130可被设置在基底110与石墨烯层120之间。然而，本发明的实施例不限于此。例如，如图2所示，掺杂的聚合物层130可被设置在石墨烯层120上。例如，如图3所示，掺杂的聚合物层130可包括设置在基底110与石墨烯层120之间的第一掺杂的聚合物层130a和设置在石墨烯层120上的第二掺杂的聚合物层130b。形成掺杂的聚合物层130的方法将随后描述。
掺杂的聚合物层130中的有机掺杂剂可以是离子液体。掺杂的聚合物层130还可以包括聚合物。
掺杂的聚合物层130中的离子液体是指由离子键构成但在室温下以液相存在的物质。即，离子液体是由离子键构成并且基于阳离子和阴离子的组合而具有各种物理特性和化学特性的液相的盐。
离子液体可以是化学稳定的和热稳定的，并且可具有高极性和高离子传导性。离子液体可作为掺杂剂，能够通过与石墨烯相互作用而控制石墨烯的电子态。
在一些实施例中，在石墨烯基层叠件100中，掺杂的聚合物层130中的离子液体可包括由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
化学式1的离子液体可以是咪唑鎓盐类离子液体。在化学式1中，R1和R2可以是彼此相同或彼此不同，并且均可以独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-可表示离子液体的阴离子。
关于化学式1，术语“取代”是指取代有下述基团：卤素原子、取代有卤素原子的C1～C20烷基（例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等）、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1～C20烷基、C2～C20烯基、C2～C20炔基、C1～C20杂烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳烷基、C6～C20杂芳基或C6～C20杂芳烷基。
化学式1中的阳离子可包括从由1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-辛基-3-甲基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓组成的组中选择的至少一种。
化学式1中的阴离子可以是有机阴离子或无机阴离子。例如，化学式1中的阴离子可包括从由Br-、Cl-、I-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AlCl4 -、Al2Cl7 -、AsF6 -、SbF6 -、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、C2H5SO3 -、CH3SO4 -、C2H5SO4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)3C-、(CF3CF2SO2)2N-、C4F9SO3 -、C3F7COO-和(CF3SO2)(CF3CO)N-组成的组中选择的至少一种。
在一些实施例中，在石墨烯基层叠件100中，掺杂的聚合物层130中的离子液体可包括由以下化学式2表示的化合物。在其它的实施例中，在石墨烯基层叠件100中，掺杂的聚合物层130中的离子液体可包括由化学式1和2表示的化合物，或者选择性地可以包括由化学式2表示的化合物。
[化学式2]
化学式2的离子液体可以是吡啶鎓盐类离子液体。在化学式2中，R3和R4可以是彼此相同或彼此不同，并且均可以独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-可表示离子液体的阴离子。
关于化学式2，术语“取代”是指取代有下述基团：卤素原子、取代有卤素原子的C1～C20烷基（例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等）、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1～C20烷基、C2～C20烯基、C2～C20炔基、C1～C20杂烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳烷基、C6～C20杂芳基或C6～C20杂芳烷基。
化学式2中的阳离子可包括从由1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-乙基-3-甲基吡啶鎓、1-丁基-3-甲基吡啶鎓、1-己基-3-甲基吡啶鎓和1-丁基-3,4-二甲基吡啶鎓组成的组中选择的至少一种。
化学式2的阴离子可以是有机阴离子或无机阴离子。化学式2中的阴离子可包括与上面结合化学式1所描述的阴离子相同的阴离子中的至少一种，并且这里将省略其详细描述。
在一些实施例中，石墨烯基层叠件100的掺杂的聚合物层130可以进一步包括能与所述离子液体相容的聚合物。
能与所述离子液体相容的聚合物并无特别限制，可以是能与所述离子液体相容的任何聚合物。例如，能与所述离子液体相容的聚合物可包括从由聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏二氟乙烯和它们的共聚物组成的组中选择的至少一种。共聚物中不同重复单元的比例可以被适宜地控制为本领域中常用的范围，例如，控制为0.01:0.99至0.99:0.01的范围。
用于实施本发明的方式
在下文中，将对根据本发明实施例的制造石墨烯基层叠件100的方法进行描述。
在根据本发明实施例的制造石墨烯基层叠件100的方法中，首先，在第一基底上使石墨烯生长以形成石墨烯层120。作为用于石墨烯生长的种子层的第一基底可不限于特定的材料。例如，第一基底可包括从由硅（Si）、镍（Ni）、钴（Co）、铁（Fe）、铂（Pt）、金（Au）、铝（Al）、铬（Cr）、铜（Cu）、镁（Mg）、锰（Mn）、钼（Mo）、铑（Rh）、钽（Ta）、钛（Ti）、钨（W）、铀（U）、钒（V）、锆（Zr）、黄铜、青铜、白铜、不锈钢和锗（Ge）组成的组中选择的至少一种金属或合金。
第一基底可包括催化剂层以促进石墨烯的生长。催化剂层可以不限于特定的材料。例如，催化剂层可由与第一基底的材料相同或不同的材料形成。催化剂层的厚度可以不受特定限制。催化剂层可以是薄层或厚层。
可通过常用的化学气相沉积（CVD）来使石墨烯在第一基底上生长。CVD的示例有快速热化学气相沉积（RTCVD）、电感耦合等离子体化学气相沉积（ICP-CVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、大气压化学气相沉积（APCVD）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。
例如，为了在第一基底上形成石墨烯层120，在将第一基底装到炉中之后，可在大气压下、约300℃至约2000℃的温度下对第一基底进行热处理，并供给包括碳源的反应气体，以使石墨烯生长。
碳源的示例有一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙醇、乙炔、丙烷、丁烷、丁二烯、戊烷、戊烯、环戊二烯、己烷、环己烷、苯和甲苯。
接着，可将在第一基底上生长的石墨烯层120转移至基底110，或转移至其上设置有掺杂的聚合物层130的基底110。
在这一点上，可通过各种常用的涂布法（例如，旋涂、浸涂或喷涂）中的任意涂布法来使掺杂的聚合物层130形成在基底110上。例如，在将包括离子液体和聚合物的掺杂的聚合物溶解在适当的有机溶剂中以制备涂布溶液之后，可通过旋涂将该涂布溶液涂布到基底110上，然后进行干燥以形成掺杂的聚合物层130。
可通过直接或间接转移法来执行石墨烯层120的转移。例如，可通过利用已知的卷到卷工艺来将石墨烯层120转移到基底110。在下文中，为了便于描述，将对通过利用卷到卷工艺来将石墨烯层120转移到基底110的方法进行说明。
例如，可使基底110和其上具有石墨烯层120的第一基底一起经过用于层叠的辊单元，该辊单元包括被设置为彼此相对的多个辊，然后经过另一辊单元（例如，包括转移辊）以将石墨烯层120转移到基底110，同时通过蚀刻来去除第一基底。可利用选择性地蚀刻掉第一基底的蚀刻溶液来执行蚀刻。可根据第一基底的种类而适宜地选择蚀刻溶液。
即，在相互叠置以使得第一基底上的石墨烯层120接触基底110的同时，使基底110和其上带有石墨烯层120的第一基底经过转移辊，以将第一基底上的石墨烯层120转移到基底110，同时使基底110和其上带有石墨烯层120的第一基底经过用于选择性地蚀刻掉第一基底的蚀刻溶液，从而将石墨烯层120转移到基底110上并且通过利用该蚀刻溶液去除第一基底。
可在基底110与石墨烯层120之间形成掺杂的聚合物层130。在一些实施例中，可在转移在基底110上的石墨烯层120上，形成掺杂的聚合物层130。在其它一些实施例中，掺杂的聚合物层130可形成为两层，因此所述两层中的一层位于基底110与石墨烯层120之间，并且另一层位于基底上的石墨烯层120上。可利用已知的涂布方法来形成掺杂的聚合物层130。
如上所述，根据本发明的一个或更多个实施例，可通过在石墨烯层的至少一个表面上形成掺杂的聚合物层来控制石墨烯层的导电性。掺杂的聚合物层还可以保护石墨烯层并进一步稳定石墨烯层。
虽然已经参照附图描述了本发明的一个或更多个示实施例，但是本领域的普通技术人员将要理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在此可以做出形式上和细节上的各种改变。
产业上的可利用性
根据本公开的上述实施例中的任意实施例的石墨烯基层叠件可包括设置在石墨烯层的至少一个表面上的掺杂的聚合物层，以控制石墨烯层的导电性。掺杂的聚合物层还可以保护石墨烯层并进一步稳定石墨烯层。
Claims (8)
1.一种石墨烯基层叠件，所述石墨烯基层叠件包括：
基底；
石墨烯层，被设置在基底上并且包括至少一层；以及
包括有机掺杂剂的掺杂的聚合物片，包括设置在基底与石墨烯层之间的第一掺杂的聚合物片和设置在石墨烯层上的第二掺杂的聚合物片，其中，第一掺杂的聚合物片和第二掺杂的聚合物片分别设置在石墨烯层的两侧，
其中，掺杂的聚合物片的有机掺杂剂是离子液体，离子液体包括由化学式1和/或化学式2表示的化合物：
[化学式1]
其中，在化学式1中，R1和R2彼此相同或彼此不同，并且均独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-表示离子液体的阴离子，
[化学式2]
其中，在化学式2中，R3和R4彼此相同或彼此不同，并且均独立地为氢、取代或未取代的C1～C16烷基、取代或未取代的C2～C16烯基、取代或未取代的C2～C16炔基、取代或未取代的C3～C16环烷基、取代或未取代的C6～C16芳基或者取代或未取代的C6～C20杂芳基；X-表示离子液体的阴离子。
2.根据权利要求1所述的石墨烯基层叠件，其中，所述基底具有透明性、柔性、延展性的特性或这些特性的组合。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯基层叠件，其中，所述基底利用具有重复单元的聚合物而制造，重复单元包括从由取代或未取代的烯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的醚基、取代或未取代的丙烯酸酯基、取代或未取代的碳酸酯基、取代或未取代的苯乙烯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰亚胺基和取代或未取代的砜基组成的组中选择的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的石墨烯基层叠件，其中，所述基底利用纤维素或包括纤维素的聚合物而制造。
5.根据权利要求1所述的石墨烯基层叠件，其中，化学式1中的阳离子包括从由1,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-辛基-3-甲基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓组成的组中选择的至少一种。
6.根据权利要求1所述的石墨烯基层叠件，其中，化学式2中的阳离子包括从由1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-乙基-3-甲基吡啶鎓、1-丁基-3-甲基吡啶鎓、1-己基-3-甲基吡啶鎓和1-丁基-3,4-二甲基吡啶鎓组成的组中选择的至少一种。
7.根据权利要求1所述的石墨烯基层叠件，其中，化学式1和/或2的离子液体的阴离子是有机阴离子或无机阴离子，并且包括从由Br-、Cl-、I-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AlCl4 -、Al2Cl7 -、AsF6 -、SbF6 -、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、C2H5SO3 -、CH3SO4 -、C2H5SO4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)3C-、(CF3CF2SO2)2N-、C4F9SO3 -、C3F7COO-和(CF3SO2)(CF3CO)N-组成的组中选择的至少一种。
8.根据权利要求1、5至7中的任意一项所述的石墨烯基层叠件，其中，掺杂的聚合物片还包括能与所述离子液体相容的聚合物，能与所述离子液体相容的聚合物包括从由聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚偏二氟乙烯和它们的共聚物组成的组中选择的至少一种。
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