CN104328389A - 石墨烯纳米网的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯纳米网的制备方法。它先使用化学气相沉积法于铜箔表面生长出石墨烯后，于其上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液并干燥，再先后经物理和化学的方法将其一面的石墨烯及铜箔刻蚀掉，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯，随后用表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中将其捞起并干燥，得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片，之后，先后对其进行氧等离子体刻蚀和用其于去离子水中捞取双通二氧化钛纳米孔薄膜并干燥，最后，对其进行氧等离子体刻蚀和将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜，制得目的产物。它具有工艺简单、成本低廉、绿色环保的特点，极易于商业化使用。

Description

石墨烯纳米网的制备方法
技术领域
本发明涉及于一种纳米网的制备方法，尤其是一种石墨烯纳米网的制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由sp2杂化的碳原子以六方晶格排列构成的单原子层晶体，石墨烯中碳原子的这种排列方式与石墨中的单原子层碳的排列相似。它的这种独特的二维单原子层晶体结构，赋予了它许多奇特的物理化学性质，例如量子霍尔效应、室温下超高电子迁移速率、高机械强度、良好的光学通透性等。独特的性质使其在微电子、传感、光电器件、能源储存、催化等众多领域具有广阔的应用前景。
石墨烯在电子学中的应用具有很大的潜力，但是由于它是零带隙的半导体材料，因而在室温下不能用于制备场效应晶体管。石墨烯纳米网是指在石墨烯中存在着周期或准周期性的具有活性中心和边缘的纳米孔。由于这种特殊的网格结构，石墨烯纳米网中存在着量子限域效应，它的带隙能够被打开，从而拓宽了其在电子学领域的应用。由此，人们为了获得石墨烯纳米网，做出了不懈的努力，如题为“graphene nanomesh[J].”，Jingwei Bai，et al.，nature nanotechnology，2010，190-194(“石墨烯纳米网[J]”，白景卫，等，《自然纳米技术》2010年，第190～194页)的文章。该文中提及的石墨烯纳米网的制备过程为，先采用机械剥离法获得石墨烯后，将其转移到表面覆有二氧化硅的硅片上，得到硅片-二氧化硅-石墨烯，再使用电子束蒸发法在硅片-二氧化硅-石墨烯的石墨烯上镀10nm厚的硅的氧化物(SiOx)后，于SiOx表面旋涂一层聚(苯乙烯嵌甲基丙烯酸甲酯)(P(S-β-MMA))嵌段共聚物，得到中间产物，之后，先将中间产物历经180℃退火2h、295nm紫外光光照30min、冰乙酸浸泡20min、去离子水清洗的过程，得到聚苯乙烯纳米网-硅的氧化物膜-石墨烯-二氧化硅-硅片，再将其通过氢氟酸反应、离子刻蚀得到聚苯乙烯纳米网-硅的氧化物纳米网-石墨烯-二氧化硅-硅片后，将其依次通过氧反应离子刻蚀、氢氟酸溶液浸泡，得到产物——孔直径为20～30nm的石墨烯纳米网-二氧化硅-硅片。这种石墨烯纳米网的制备方法虽能获得石墨烯纳米网，然其却存在着反应过于复杂、制作成本较高和共聚物的去除比较困难之不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、成本低廉的石墨烯纳米网的制备方法。
为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：石墨烯纳米网的制备方法包括化学气相沉积法，特别是主要步骤如下：
步骤1，先使用化学气相沉积法于铜箔表面生长出石墨烯，再于其上涂覆10～100g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液，干燥后得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔；
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于15～19g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯，再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片；
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀30～50s，再用其于去离子水中捞取漂浮着的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片；
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀100～180s，再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜，制得石墨烯纳米网；
所述石墨烯纳米网由硅片表面依次覆有二氧化硅和石墨烯构成，其中，石墨烯的厚度为0.5～1.5nm，其为六方有序排列的纳米孔网，纳米孔网中孔的直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm。
作为石墨烯纳米网的制备方法的进一步改进：
优选地，使用化学气相沉积法于铜箔表面生长出石墨烯的过程为，将铜箔置于950～1050℃下的甲烷流量为5～10mL/min、氢气流量为25～35mL/min的混合气氛中，生长15～25min，获得两面均覆有0.5～1.5nm厚的石墨烯的铜箔。
优选地，涂敷聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、40～60s。
优选地，旋涂聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液后的干燥为将其置于110℃下加热5min。
优选地，刻蚀掉铜箔后，对其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯使用去离子水清洗至少2次。
优选地，对表面覆有二氧化硅的硅片进行清洁处理的过程为，先对其依次使用丙酮、异丙醇超声清洗各5～8min，再将其置于异丙酮中，使用时取出吹干后用等离子体清洗机清洗25～30min。
优选地，双通二氧化钛纳米孔薄膜的制作过程为，先将清洁处理过的钛片作为阳极置于18～22℃的恒温含水乙二醇电解液1中，于58～62V的恒压下氧化3～4h，再将其置于相同温度的恒温含水乙二醇电解液2中，于相同的恒压下氧化20～60s，随后将其置于相同温度的恒温乙二醇电解液中，于115～125V的恒压下氧化40～60s，其中，第一、二、三次氧化时钛片阳极与石墨阴极的间距为5～5.4cm，含水乙二醇电解液1为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入2～3vol％的去离子水后的混合液，含水乙二醇电解液2为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入4～6vol％的去离子水后的混合液，乙二醇电解液为0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液，获得其上的孔直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm的按六方有序排列的双通二氧化钛纳米孔薄膜。
较好的是，钛片的清洁处理过程为，将钛片依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗10～15min后晾干。
优选地，步骤3和步骤4中的氧等离子体刻蚀的氛围均为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。
优选地，有机溶剂为丙酮、氯苯、二氯甲烷中的一种或两种以上的混合物。
相对于现有技术的有益效果是：
其一，对制得的目的产物使用扫描电镜进行表征，由其结果可知，目的产物由硅片表面依次覆有二氧化硅和石墨烯构成，其中，石墨烯的厚度为0.5～1.5nm，其为六方有序排列的纳米孔网，纳米孔网中孔的直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm。
其二，制备方法简单、科学、高效，不仅制得了目的产物——石墨烯纳米网，还有着工艺简单、成本低廉，以及绿色环保的特点，尤为通过控制聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液的浓度和步骤3中氧等离子体刻蚀的时间，达到了调控去除聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜干净度之目的，以及步骤4中通过改变氧等离子体刻蚀的时间，实现了对石墨烯纳米网中相邻两孔间距的调控。从而使制得的目的产物极易于在微电子、传感、光电器件、能源储存、催化等众多领域具有广阔的商业应用前景。
附图说明
图1是对制作的双通二氧化钛纳米孔薄膜使用扫描电镜(SEM)进行表征的结果之一。其中，图1a为双通二氧化钛纳米孔薄膜侧面的SEM图像，图1b为双通二氧化钛纳米孔薄膜的SEM图像。
图2是对制得的目的产物使用扫描电镜进行表征的结果之一。其中，图2a为目的产物的低倍SEM图像，图2b为目的产物的高倍SEM图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
首先从市场购得或自行制得：
铜箔；聚甲基丙烯酸甲酯；氯苯；过硫酸钠溶液；清洁处理过的表面覆有二氧化硅的硅片；双通二氧化钛纳米孔薄膜；作为有机溶剂的丙酮、氯苯和二氯甲烷。
其中，
清洁处理过的表面覆有二氧化硅的硅片的清洁处理过程为，先对其依次使用丙酮、异丙醇超声清洗各5～8min，再将其置于异丙酮中，使用时取出吹干后用等离子体清洗机清洗25～30min。
自行制得双通二氧化钛纳米孔薄膜的过程为，将钛片依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗10～15min并晾干后，先将其作为阳极置于18～22℃的恒温含水乙二醇电解液1中，于58～62V的恒压下氧化3～4h，再将其置于相同温度的恒温含水乙二醇电解液2中，于相同的恒压下氧化20～60s，随后将其置于相同温度的恒温乙二醇电解液中，于115～125V的恒压下氧化40～60s；其中，第一、二、三次氧化时钛片阳极与石墨阴极的间距为5～5.4cm，含水乙二醇电解液1为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入2～3vol％的去离子水后的混合液，含水乙二醇电解液2为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入4～6vol％的去离子水后的混合液，乙二醇电解液为0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液，获得其上的孔直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm的按六方有序排列的双通二氧化钛纳米孔薄膜。
接着，
实施例1
制备的具体步骤为：
步骤1，先将铜箔置于950℃下的甲烷流量为5mL/min、氢气流量为35mL/min的混合气氛中，生长15min，获得两面均覆有0.5nm厚的石墨烯的铜箔。再于其上生长有石墨烯的铜箔的一面涂覆10g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液；其中，涂敷为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、40s，随后将其置于110℃下加热5min，得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔。
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于15g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，并使用去离子水清洗至少2次，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯。再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯；干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片。
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀30s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再用其于去离子水中捞取漂浮着的如或近似于图1所示的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片。
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀100s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜；其中，有机溶剂为丙酮，制得近似于图2所示的石墨烯纳米网。
实施例2
制备的具体步骤为：
步骤1，先将铜箔置于980℃下的甲烷流量为6mL/min、氢气流量为33mL/min的混合气氛中，生长18min，获得两面均覆有0.8nm厚的石墨烯的铜箔。再于其上生长有石墨烯的铜箔的一面涂覆33g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液；其中，涂敷为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、45s，随后将其置于110℃下加热5min，得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔。
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于16g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，并使用去离子水清洗至少2次，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯。再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯；干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片。
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀35s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再用其于去离子水中捞取漂浮着的如或近似于图1所示的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片。
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀120s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜；其中，有机溶剂为丙酮，制得近似于图2所示的石墨烯纳米网。
实施例3
制备的具体步骤为：
步骤1，先将铜箔置于1000℃下的甲烷流量为7mL/min、氢气流量为30mL/min的混合气氛中，生长20min，获得两面均覆有1nm厚的石墨烯的铜箔。再于其上生长有石墨烯的铜箔的一面涂覆55g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液；其中，涂敷为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、50s，随后将其置于110℃下加热5min，得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔。
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于17g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，并使用去离子水清洗至少2次，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯。再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯；干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片。
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀40s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再用其于去离子水中捞取漂浮着的如或近似于图1所示的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片。
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀140s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜；其中，有机溶剂为丙酮，制得如图2所示的石墨烯纳米网。
实施例4
制备的具体步骤为：
步骤1，先将铜箔置于1030℃下的甲烷流量为9mL/min、氢气流量为28mL/min的混合气氛中，生长23min，获得两面均覆有1.3nm厚的石墨烯的铜箔。再于其上生长有石墨烯的铜箔的一面涂覆78g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液；其中，涂敷为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、55s，随后将其置于110℃下加热5min，得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔。
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于18g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，并使用去离子水清洗至少2次，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯。再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯；干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片。
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀45s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再用其于去离子水中捞取漂浮着的如或近似于图1所示的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片。
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀160s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜；其中，有机溶剂为丙酮，制得近似于图2所示的石墨烯纳米网。
实施例5
制备的具体步骤为：
步骤1，先将铜箔置于1050℃下的甲烷流量为10mL/min、氢气流量为25mL/min的混合气氛中，生长25min，获得两面均覆有1.5nm厚的石墨烯的铜箔。再于其上生长有石墨烯的铜箔的一面涂覆100g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液；其中，涂敷为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、60s，随后将其置于110℃下加热5min，得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔。
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于19g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，并使用去离子水清洗至少2次，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯。再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯；干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片。
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀50s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再用其于去离子水中捞取漂浮着的如或近似于图1所示的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片。
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀180s；其中，氧等离子体刻蚀的氛围为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜；其中，有机溶剂为丙酮，制得近似于图2所示的石墨烯纳米网。
再分别选用作为有机溶剂的丙酮、氯苯、二氯甲烷中的一种或两种以上的混合物，重复上述实施例1～5，同样制得了如或近似于图2所示的石墨烯纳米网。
显然，本领域的技术人员可以对本发明石墨烯纳米网及其制备方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种石墨烯纳米网的制备方法，包括化学气相沉积法，其特征在于主要步骤如下：
步骤1，先使用化学气相沉积法于铜箔表面生长出石墨烯，再于其上涂覆10～100g/L的聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液，干燥后得到其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔；
步骤2，先将其上一面依次覆有石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯、另一面覆有石墨烯的铜箔置于等离子体清洗机中刻蚀掉铜箔另一面上的石墨烯后，将其置于15～19g/L的过硫酸钠溶液中刻蚀掉铜箔，得到其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯，再使用清洁处理过的其表面覆有二氧化硅的硅片于去离子水中捞取其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片；
步骤3，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的硅片的聚甲基丙烯酸甲酯进行氧等离子体刻蚀30～50s，再用其于去离子水中捞取漂浮着的双通二氧化钛纳米孔薄膜，干燥后得到其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片；
步骤4，先对其上依次覆有二氧化硅、石墨烯、聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜的硅片进行氧等离子体刻蚀100～180s，再将其置于有机溶剂中去除其上覆有的聚甲基丙烯酸甲酯和双通二氧化钛纳米孔薄膜，制得石墨烯纳米网；
所述石墨烯纳米网由硅片表面依次覆有二氧化硅和石墨烯构成，其中，石墨烯的厚度为0.5～1.5nm，其为六方有序排列的纳米孔网，纳米孔网中孔的直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm。
2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是使用化学气相沉积法于铜箔表面生长出石墨烯的过程为，将铜箔置于950～1050℃下的甲烷流量为5～10mL/min、氢气流量为25～35mL/min的混合气氛中，生长15～25min，获得两面均覆有0.5～1.5nm厚的石墨烯的铜箔。
3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是涂敷聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液为旋涂，旋涂时的转速和时间依次分别为500r/min、6s和2000r/min、40～60s。
4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是旋涂聚甲基丙烯酸甲酯氯苯溶液后的干燥为将其置于110℃下加热5min。
5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是刻蚀掉铜箔后，对其上覆有聚甲基丙烯酸甲酯的石墨烯使用去离子水清洗至少2次。
6.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是对表面覆有二氧化硅的硅片进行清洁处理的过程为，先对其依次使用丙酮、异丙醇超声清洗各5～8min，再将其置于异丙酮中，使用时取出吹干后用等离子体清洗机清洗25～30min。
7.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是双通二氧化钛纳米孔薄膜的制作过程为，先将清洁处理过的钛片作为阳极置于18～22℃的恒温含水乙二醇电解液1中，于58～62V的恒压下氧化3～4h，再将其置于相同温度的恒温含水乙二醇电解液2中，于相同的恒压下氧化20～60s，随后将其置于相同温度的恒温乙二醇电解液中，于115～125V的恒压下氧化40～60s，其中，第一、二、三次氧化时钛片阳极与石墨阴极的间距为5～5.4cm，含水乙二醇电解液1为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入2～3vol％的去离子水后的混合液，含水乙二醇电解液2为向0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液中加入4～6vol％的去离子水后的混合液，乙二醇电解液为0.2～0.4wt％的氟化铵乙二醇溶液，获得其上的孔直径为60～80nm、相邻孔边距为40～60nm的按六方有序排列的双通二氧化钛纳米孔薄膜。
8.根据权利要求7所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是钛片的清洁处理过程为，将钛片依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗10～15min后晾干。
9.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是步骤3和步骤4中的氧等离子体刻蚀的氛围均为氧气流量为25mL/min、电流为3A、功率为200W。
10.根据权利要求1所述的石墨烯纳米网的制备方法，其特征是有机溶剂为丙酮、氯苯、二氯甲烷中的一种或两种以上的混合物。
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