[发明专利]一种利用原子层沉积装置制备氟化石墨烯的方法

摘要

本发明公开的利用原子层沉积装置制备氟化石墨烯的方法，主要包括将石墨烯通过转移基底放置在原子层沉积装置的支撑架上，利用玻璃金属转换件内氟化剂的蒸发进入原子层沉积装置的腔体，并使得石墨烯吸附氟原子，实现氟化石墨烯的可控制备。该方法工艺流程完全可控，操作简单方便，特别适合于氟化石墨烯的大规模工业化生产，制备的氟化石墨烯在纳米电子器件、润滑材料、大容量锂电池等领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种利用原子层沉积装置制备氟化石墨烯的方法，其中原子层沉积装置包括：腔体（1），置于腔体内的支撑架（2），玻璃金属转换件（3）和载气瓶（4），载气瓶（4）的出气口分二路，其中一路经第1阀门（5）与腔体的一个进气口相连，另一路经第2阀门（6）与玻璃金属转换件的进气口相连，玻璃金属转换件的出气口经第3阀门（7）与腔体的另一个进气口相连，腔体的出气口经第4阀门（8）与真空泵（9）相连；其特征在于制备方法包括以下步骤：步骤1：将生长有石墨烯的铜箔放置在腐蚀剂溶液中，直至铜箔完全腐蚀干净；步骤2：使用紫外线臭氧发生仪将转移基底表面的有机杂质处理干净，利用转移基底将步骤1漂浮在腐蚀剂溶液表面的石墨烯平行捞起；步骤3：将附有石墨烯的转移基底依次在去离子水、乙醇和丙酮中清洗，并用气体吹干；步骤4：将经步骤3处理的附有石墨烯的转移基底平行放置在原子层沉积装置反应腔体的支撑架上，取5～50g氟化剂放置在原子层沉积装置的玻璃金属转换件中；步骤5：保持反应腔体温度为250℃，并且开启真空泵，利用真空泵将反应腔体的真空度控制在1mTorr以内，关闭第1～第4四个阀门；步骤6：打开第1和第4阀门，向腔体内通入流量为10～100sccm的载气，运行1～10分钟后打开第2阀门，向玻璃金属转换件内通入流量为1～20sccm的载气，时间为10~90秒钟； 步骤7：关闭第1、第2和第4阀门，打开第3阀门，15秒钟后关闭第3阀门；步骤8：重复运行步骤6和步骤7，循环10～100次后，取出支撑架上的转移基底，得到氟化石墨烯。