[发明专利]用于制备多孔石墨烯膜的方法和使用该方法制备的膜

权利要求书

1.一种用于制备具有平均尺寸为5nm至900nm的孔(6)的厚度小于100nm的多孔石墨烯层(5)的方法，包括以下步骤：

提供催化活性基底(1)用以在化学气相沉积条件下催化石墨烯形成，所述催化活性基底(1)选自以下单质金属：Cu、Ni、Pt、Ru、Ir、Rh或其组合，在其表面(3)中或上设置有多个无催化活性区(2)，所述无催化活性区(2)的尺寸基本上对应于所得多孔石墨烯层(5)中所述孔(6)的尺寸；

使用呈气相的碳源进行化学气相沉积并在所述催化活性基底(1)的所述表面(3)上形成所述多孔石墨烯层(5)，由于存在所述无催化活性区(2)而原位形成所述多孔石墨烯层(5)中的所述孔(6)；

其中具有多个无催化活性区(2)的所述催化活性基底(1)是通过以下步骤制备的：喷洒或物理气相沉积选自以下的无催化活性材料或使所述基底催化失活的材料：钼、钨、金、银、锆、铌、铬或其混合物/合金或其氧化物体系或氧化铝，以及随后的热退火以形成所述多个无催化活性区(2)，

并且其中在化学气相沉积的步骤之前，使具有所述多个无催化活性区(2)的所述催化活性基底(1)经历在化学还原氢气环境中退火的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该退火的条件选择如下：无活性载气中50体积％至90体积％的H₂，所述无活性载气包含涵盖Ar、He和Ne的惰性气体或者包含N₂，在900℃至1200℃的温度下，在1Pa至100000Pa的压力下，持续30分钟至120分钟的时间跨度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该退火的条件选择如下：无活性载气中70体积％至85体积％的H₂，所述无活性载气包含涵盖Ar、He和Ne的惰性气体或者包含N₂，在900℃至1200℃的温度下，在1Pa至100000Pa的压力下，持续30分钟至120分钟的时间跨度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该退火的条件选择如下：无活性载气中50体积％至90体积％的H₂，所述无活性载气包含涵盖Ar、He和Ne的惰性气体或者包含N₂，在950℃至1100℃的温度下，在1Pa至100000Pa的压力下，持续30分钟至120分钟的时间跨度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该退火的条件选择如下：无活性载气中50体积％至90体积％的H₂，所述无活性载气包含涵盖Ar、He和Ne的惰性气体或者包含N₂，在900℃至1200℃的温度下，在10Pa至100Pa的压力下，持续30分钟至120分钟的时间跨度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中该退火的条件选择如下：无活性载气中50体积％至90体积％的H₂，所述无活性载气包含涵盖Ar、He和Ne的惰性气体或者包含N₂，在900℃至1200℃的温度下，在1Pa至100000Pa的压力下，持续60分钟至90分钟的时间跨度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中具有多个无催化活性区(2)的所述催化活性基底(1)通过以下来制备：无催化活性材料或使所述基底催化失活的材料的溅射、电子束蒸镀或颗粒喷洒，以及随后的热退火以形成所述多个无催化活性区(2)。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无催化活性区(2)的平均尺寸为5nm至900nm。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述无催化活性区(2)的平均尺寸为10nm至100nm。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述无催化活性区(2)的平均尺寸为10nm至50nm。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔石墨烯层(5)的厚度小于50nm。