CN108439375A - 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法 - Google Patents

用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108439375A
CN108439375A CN201810226950.4A CN201810226950A CN108439375A CN 108439375 A CN108439375 A CN 108439375A CN 201810226950 A CN201810226950 A CN 201810226950A CN 108439375 A CN108439375 A CN 108439375A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
pmma
copper foil
substrate
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810226950.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108439375B (zh
Inventor
赵沛
王宏涛
张学薇
吴泽浩
徐晨
尹少骞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201810226950.4A priority Critical patent/CN108439375B/zh
Publication of CN108439375A publication Critical patent/CN108439375A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108439375B publication Critical patent/CN108439375B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法，包括使用PMMA旋涂在石墨烯表面形成保护层，加热固化PMMA，形成PMMA‑石墨烯‑铜箔；配置能腐蚀铜的腐蚀溶液，给腐蚀溶液加载电压形成电场；将PMMA‑石墨烯‑铜箔飘在腐蚀溶液液面上，形成PMMA‑石墨烯；铜箔腐蚀完成后，将PMMA‑石墨烯从溶液中捞起放入去离子水中清洗；水分控干之后加热基底，去除基底和石墨烯之间残留的水分并且加强石墨烯与基底的结合，使用良有机溶剂去除石墨烯表面的PMMA，获得石墨烯‑基底样品，用异丙醇清洗石墨烯‑基底样品样品表面并晾干。本发明能够避免铜箔溶解成小块儿导致石墨烯受损。

Description

用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法
技术领域
本发明属于石墨烯转移领域，具体涉及一种聚合物保护湿法转移石墨烯方法。
背景技术
石墨烯，一种新型的二维薄膜碳材料，因为其超越诸多材料的优异性质，使得世界上迅速的掀起了一股石墨烯研究狂潮。迄今为止，石墨烯的制备方法以及其力学、电学、化学等各方面性质的研究都取得了非常好的进展。但是石墨烯想要应用在其他器件上就需要使用CVD方法获得生长大尺度连续石墨烯薄膜，但是CVD方法制得的石墨烯生长在铜基底上不能直接使用，所以需要相应的转移方法将石墨烯放到目标基底上。
传统的转移方法又称为液相腐蚀法，其具体转移过程为：1.使用聚甲基丙烯酸甲酯PolymethylMethacrylate(PMMA)旋涂在石墨烯表面从而形成一层厚度合适的保护层、2.加热固化PMMA。3.使用氧离子轰击铜箔背面去除背面的多余石墨烯与因为旋涂过程而渗入多余PMMA。4.将铜箔片飘在腐蚀溶液液面上刻蚀铜基底，使石墨烯与铜基底分离。5.利用玻璃片从溶液下方将刻蚀干净的石墨烯从溶液中捞起放入去离子水中反复清洗2～3次。6.使用目标基底将石墨烯捞起垂直晾干，利用重力让石墨烯与基底之间的水分慢慢流失。7.水分控干若干小时之后加热基底，去除基底和石墨烯之间残留的水分并且加强石墨烯与基底的结合。8.使用丙酮或二氯甲烷等良有机溶剂去除石墨烯表面的PMMA，9.用异丙醇清洗样品表面。
液相腐蚀法主要存在如下问题：铜箔自由腐蚀时，由于其随机溶解的特性，一整片铜箔会被溶解成多个小块，这些小块铜箔在液体张力作用下会相对漂移，导致石墨烯薄膜受到破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够避免铜箔溶解成小块儿导致石墨烯受损的用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法。
用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法，包括以下步骤：
步骤1、使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)旋涂在石墨烯表面形成保护层，加热固化PMMA，形成PMMA-石墨烯-铜箔；
步骤2、配置能腐蚀铜的腐蚀溶液，在腐蚀溶液内形成稳定电场；稳定电场指的是正极和负极的方向稳定；
步骤3、将PMMA-石墨烯-铜箔飘在腐蚀溶液液面上，铜箔与腐蚀溶液接触，等待腐蚀溶液溶解铜箔，形成PMMA-石墨烯；
步骤4、铜箔腐蚀完成后，利用玻璃片从溶液下方将PMMA-石墨烯从溶液中捞起放入去离子水中清洗；
步骤5、使用目标基底将石墨烯捞起垂直晾干，利用重力让石墨烯与基底之间的水分慢慢流失；
步骤6、水分控干之后加热基底，去除基底和石墨烯之间残留的水分并且加强石墨烯与基底的结合。
步骤7、使用良有机溶剂去除石墨烯表面的PMMA，获得石墨烯-基底样品；良有机溶剂可以是二氯甲烷或者丙酮。
步骤8、用异丙醇清洗石墨烯-基底样品表面并晾干。
进一步，步骤2中的腐蚀溶液是浓度为1摩尔每升的FeCl3溶液。
本发明的技术构思是：通电以后铜箔由自由腐蚀变为电化学腐蚀。铜箔自由腐蚀时，由于其随机溶解的特性，一整片铜箔会被溶解成多个小块，这些小块铜箔在液体张力作用下会相对漂移，导致石墨烯薄膜受到破坏。加上电流场之后，铜箔相当于被腐蚀溶液连接到电极上，铜箔靠近负极的地方腐蚀的快，靠近正极的地方腐蚀的慢，保证铜箔从一端开始腐蚀到另一端腐蚀结束，这样铜箔不会因为被溶解成多个小块而导致石墨烯受到损害。
本发明的优点在于：
1、在腐蚀溶液两端添加板电极并通以恒定电流，使溶液内部形成稳定电场，铜箔从靠近负极的一侧向靠近正极的一侧定向腐蚀。
2、将铜箔片飘在腐蚀溶液液面上定向刻蚀铜基底，使石墨烯与铜基底线性分离。
附图说明
图1是石墨烯-铜箔自由腐蚀的图片。
图2是采用本发明的方法石墨烯-铜箔定向腐蚀的图片。
具体实施方式
用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法，包括以下步骤：
步骤1、使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)旋涂在石墨烯表面形成保护层，加热固化PMMA，形成PMMA-石墨烯-铜箔；
步骤2、配置能腐蚀铜的腐蚀溶液，在腐蚀溶液内形成稳定电场；稳定电场指的是正极和负极的方向稳定；腐蚀溶液是浓度为1摩尔每升的FeCl3溶液；
步骤3、将PMMA-石墨烯-铜箔飘在腐蚀溶液液面上，铜箔与腐蚀溶液接触，等待腐蚀溶液溶解铜箔，形成PMMA-石墨烯；
步骤4、铜箔腐蚀完成后，利用玻璃片从溶液下方将PMMA-石墨烯从溶液中捞起放入去离子水中清洗；
步骤5、使用目标基底将石墨烯捞起垂直晾干，利用重力让石墨烯与基底之间的水分慢慢流失；目标基底将石墨烯捞起指的是将目标基底放入去离子水中，目标基底与石墨烯接触，将石墨烯捞起；
步骤6、水分控干之后加热基底，去除基底和石墨烯之间残留的水分并且加强石墨烯与基底的结合。
步骤7、使用良有机溶剂去除石墨烯表面的PMMA，获得石墨烯-基底样品，
步骤8、用异丙醇清洗石墨烯-基底样品样品表面并晾干。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法，包括以下步骤：
步骤1、使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)旋涂在石墨烯表面形成保护层，加热固化PMMA，形成PMMA-石墨烯-铜箔；
步骤2、配置能腐蚀铜的腐蚀溶液，在腐蚀溶液内形成稳定电场；
步骤3、将PMMA-石墨烯-铜箔飘在腐蚀溶液液面上，铜箔与腐蚀溶液接触，等待腐蚀溶液溶解铜箔，形成PMMA-石墨烯；
步骤4、铜箔腐蚀完成后，利用玻璃片从溶液下方将PMMA-石墨烯从溶液中捞起放入去离子水中清洗；
步骤5、使用目标基底将石墨烯捞起垂直晾干，利用重力让石墨烯与基底之间的水分慢慢流失；
步骤6、水分控干之后加热基底，去除基底和石墨烯之间残留的水分并且加强石墨烯与基底的结合。
步骤7、使用有机溶剂去除石墨烯表面的PMMA，获得石墨烯-基底样品，
步骤8、用异丙醇清洗石墨烯-基底样品样品表面并晾干。
2.根据权利要求1所述的用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法，其特征在于：步骤2中的腐蚀溶液是浓度为1摩尔每升的FeCl3溶液。
CN201810226950.4A 2018-03-15 2018-03-15 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法 Expired - Fee Related CN108439375B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810226950.4A CN108439375B (zh) 2018-03-15 2018-03-15 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810226950.4A CN108439375B (zh) 2018-03-15 2018-03-15 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108439375A true CN108439375A (zh) 2018-08-24
CN108439375B CN108439375B (zh) 2020-07-31

Family

ID=63195789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810226950.4A Expired - Fee Related CN108439375B (zh) 2018-03-15 2018-03-15 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108439375B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110436449A (zh) * 2019-09-11 2019-11-12 西安交通大学 一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法
CN113106470A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 湖州宏兆化工贸易有限公司 一种适用于电化学氮还原的钒掺杂二氧化钛/石墨烯电催化剂及其制备方法
CN115184118A (zh) * 2022-08-15 2022-10-14 西南石油大学 薄片岩样的制备方法及制备系统、岩心渗吸机理研究方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102897759A (zh) * 2012-10-17 2013-01-30 东南大学 一种大尺寸石墨烯的无损转移方法
US20130305525A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Xiang-Ming He Method for making current collector
CN103738939A (zh) * 2013-10-21 2014-04-23 华中科技大学 一种石墨烯快速剥离的方法
CN103889896A (zh) * 2011-09-21 2014-06-25 新加坡国立大学 从金属基底上无损层离石墨烯的方法
CN104129783A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 中国科学院金属研究所 一种低成本、洁净无损转移大面积石墨烯的方法
CN106946248A (zh) * 2017-04-20 2017-07-14 成都川烯科技有限公司 一种新型转移石墨烯薄膜的方法以及传感器的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103889896A (zh) * 2011-09-21 2014-06-25 新加坡国立大学 从金属基底上无损层离石墨烯的方法
US20130305525A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Xiang-Ming He Method for making current collector
CN102897759A (zh) * 2012-10-17 2013-01-30 东南大学 一种大尺寸石墨烯的无损转移方法
CN103738939A (zh) * 2013-10-21 2014-04-23 华中科技大学 一种石墨烯快速剥离的方法
CN104129783A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 中国科学院金属研究所 一种低成本、洁净无损转移大面积石墨烯的方法
CN106946248A (zh) * 2017-04-20 2017-07-14 成都川烯科技有限公司 一种新型转移石墨烯薄膜的方法以及传感器的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VESNA MISˇKOVIC´-STANKOVIC ET AL.: "Electrochemical study of corrosion behavior of graphene coatings on copper and aluminum in a chloride solution", 《CARBON》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110436449A (zh) * 2019-09-11 2019-11-12 西安交通大学 一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法
CN110436449B (zh) * 2019-09-11 2020-11-17 西安交通大学 一种基于电辅助液桥的二维材料转移方法
CN113106470A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 湖州宏兆化工贸易有限公司 一种适用于电化学氮还原的钒掺杂二氧化钛/石墨烯电催化剂及其制备方法
CN113106470B (zh) * 2021-04-06 2024-05-03 宁波烯固数造电池科技有限公司 一种适用于电化学氮还原的钒掺杂二氧化钛/石墨烯电催化剂及其制备方法
CN115184118A (zh) * 2022-08-15 2022-10-14 西南石油大学 薄片岩样的制备方法及制备系统、岩心渗吸机理研究方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108439375B (zh) 2020-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103922327B (zh) 一种大面积无损转移石墨烯薄膜的方法
CN102637584B (zh) 一种图形化石墨烯的转移制备方法
CN108439375A (zh) 用于石墨烯转移时铜箔定向腐蚀的方法
Chen et al. Designing a superhydrophobic surface for enhanced atmospheric corrosion resistance based on coalescence-induced droplet jumping behavior
KR101829095B1 (ko) 금속 기재로부터 그래핀을 비파괴적으로 박리하는 방법
CN103342356B (zh) 一种金属箔基底石墨烯的转移方法
CN105293427B (zh) 一种基于弯月面受限局部电镀的超疏水表面的制备方法
KR20190022634A (ko) 그래핀을 전달하기 위한 시스템 및 방법
US20200235212A1 (en) Graphene electrochemical transfer method assisted by multiple supporting films
CN102616769A (zh) 一种直接转移石墨烯薄膜的方法
JP2009534813A (ja) 太陽電池用電極の製造方法およびその電気化学的析出装置
CN104030274B (zh) 一种提高石墨烯表面洁净度的湿法腐蚀化学转移法
Sirbuly et al. Patterned microstructures of porous silicon by dry‐removal soft lithography
EP2586064A1 (en) Method for texturing silicon surface to create black silicon for photovoltaic applications
CN107265396A (zh) 机械可控纳米间隙的单层石墨烯单分子结制备方法
CN108285142A (zh) 一种湿法转移石墨烯的方法
CN101211697B (zh) 电解电容器用铝箔的氧化膜剥离液和微观形貌测量方法
CN108314028A (zh) 一种无聚合物湿法转移石墨烯方法
CN102765695B (zh) 基于静电场奇点自聚焦的圆片级低维纳米结构的制备方法
Li et al. Copper-based nanoribbons fabricated on a copper substrate by a liquid-solid reaction and their corrosion performance
CN108615892A (zh) 一种有效抑制锂金属电池枝晶不可控生长的改性集流体、其制备方法及用途
CN105463462B (zh) 用于银纳米线的蚀刻剂组合物
Yoon et al. Facile and clean release of vertical Si nanowires by wet chemical etching based on alkali hydroxides
CN204111864U (zh) 一种腐蚀清洗装置
Hu et al. Aluminium films roughened by hot water treatment and derivatized by fluoroalkyl phosphonic acid: wettability studies

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200731