[发明专利]三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构及其制备方法

权利要求书

1.一种三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构，其特征在于，所述复合结构是以金属线或金属丝作为催化剂模板通过等离子体化学气相沉积法使碳源在所述金属线的外表面直接生成石墨烯覆层而形成的石墨烯/金属线或金属丝复合结构，所述金属线或金属丝的直径为10nm～5000μm，所述石墨烯的层数为1～100。

2.根据权利要求1所述的三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构，其特征在于，所述金属线直径为10-1000nm，长度为50nm～500μm。

3.根据权利要求1所述的三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构，其特征在于，所述金属丝直径为1～5000μm，长度为0.1～1000mm。

4.根据权利要求1所述的三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构，其特征在于，所述石墨烯的层数为1～20。

5.根据权利要求1至4中任一所述的三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构，其特征在于，所述金属线采用纳米铁线、纳米铜线、纳米钴线、纳米镍线、纳米钌线、纳米钼线、纳米铌线、纳米铂线、纳米铱线、纳米钯线、纳米钛线、纳米镐线、纳米铊线、纳米钨线、纳米钒线或它们的合金纳米线；所述金属丝为铁丝、铜丝、钴丝、镍丝、钌丝、钼丝、铌丝、铂丝、铱丝、钯丝、钛丝、镐丝、铊丝、钨丝、钒丝或它们的合金丝。

6.一种权利要求1至5中任一所述的三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将作为催化模板的金属线或金属丝放入化学气相沉积反应室，导入氢气和保护气，加热至反应温度400～1200℃后，恒温0～60分钟，导入碳源进行反应，反应结束后冷却至室温，获得三维石墨烯/金属线或金属丝复合结构。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为甲烷、乙烯、乙炔、乙烷、丙烷、丙烯或它们的混合气体的气态碳源，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或它们的混合液体的液态碳源，或聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷或它们的混合物的固态碳源。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述保护气为氮气、氩气、氦气或它们的混合气体。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属线由金属盐和还原剂采用水热法制备。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属线利用金属盐溶液通过电化学沉积制备。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，反应过程中导入保护气流量为1～1000sccm，氢气流量为1～500sccm，气态碳源为1～200sccm。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，反应过程中导入的保护气和氢气气体流量比为0.1～100，保护气和气态碳源气体流量比为1～1000。

13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，控制反应时间为1分钟～20小时。

14.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，冷却过程控制降温速率为10～300℃/min。