[发明专利]石墨烯基自组装多层纳米润滑薄膜的制备方法

摘要

本发明公开一种石墨烯基自组装多层纳米润滑薄膜的制备方法，在羟基化处理的单晶硅基片表面采用自组装方法制备氨基硅烷偶联剂薄膜；然后，利用表面化学反应将氧化石墨烯组装到其表面；进一步，利用氧化石墨烯表面的羟基，将低表面的硅烷分子组装到氧化石墨烯的表面。其特点是仪器设备简单，成本低，制备过程简单易操作。摩擦、磨损试验结果表明：本发明所涉及的石墨烯润滑薄膜与单晶硅基片具有很好的结合性能，并且具有良好的减摩、抗磨性能，有望成为解决微型机械中材料的保护和润滑为题的有效手段。

主权项

一种石墨烯基自组装多层纳米润滑薄膜的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：（1）选取氨基硅烷偶联剂，溶解于体积比为丙酮：水=95：5的混合溶剂，配制氨基硅烷偶联剂稀溶液；（2）将单晶硅基片浸于体积比为H2SO4：H2O2=7：3的溶液中，于90℃下处理0.5~1小时，用超纯水超声清洗后用氮气吹干，然后将其浸入上述配制的氨基硅烷偶联剂稀溶液中，静置0.5~1小时取出，在超纯水中超声清洗后用氮气吹干，得到表面组装有氨基硅烷偶联剂薄膜的单晶硅基片；（3）将氧化石墨烯溶解于超纯水中，超声分散，配制氧化石墨烯稀溶液；（4）将表面组装有氨基硅烷偶联剂薄膜的单晶硅基片浸入上述配制的氧化石墨烯稀溶液，于80℃下静置6~12小时后取出，在超纯水中超声清洗后用氮气吹干，得到表面组装有氧化石墨烯纳米片的单晶硅基片；（5）选取低表面能硅烷分子，溶解于甲苯中，配制低表面能硅烷分子稀溶液；（6）将表面组装有氧化石墨烯的单晶硅基片浸入上述配制的低表面能硅烷分子稀溶液，室温下静置2~12小时，取出后在80℃环境气氛中处理1~2小时，待自然冷却到室温时，取出样品，依次在甲苯、丙酮、超纯水中超声清洗2~5分钟，氮气吹干，即得氧化石墨烯基多层润滑薄膜。