[发明专利]一种利用飞秒激光制备石墨烯片的方法

摘要

本发明涉及石墨烯制备领域，具体涉及一种利用飞秒激光制备石墨烯片的方法。其显著的特点是将石墨与碳源、丁苯乳胶等配制成浆料，通过静电喷涂在石英板上来回喷涂，同时利用刮涂板在同一方向进行反复刮涂，根据石墨的层结构，通过刮涂，使得石墨微粒整理沿层方向排布，进一步，沿涂层垂直方向和近于涂层平行方向定向对涂布的石墨层扫描轰击，沿层定向排布的石墨层以及碳源、丁苯乳胶受飞秒轰击定向碳化反应，链接为大面积石墨层，并受飞秒激光近于涂层平行方向定向对涂布的石墨层扫描轰击，产生持续的高能振荡，将石墨层层层剥离，得到大片径的石墨烯片。该方法工艺简单，得到的石墨烯片片径大、层数易控，实现了低成本高效制备石墨烯片。

主权项

1.一种利用飞秒激光制备石墨烯片的方法，其特征在于：具体制备方法如下：（1）将石墨粉与粘性碳源材料、氯化铁、丁苯乳胶以质量比100:3-5：0.5-1：1-3在水中配制成粘性液，然后通过静电喷涂在石英板上来回喷涂，同时利用刮涂板在同一方向进行反复刮涂，在反复刮涂中，使喷涂的石墨沿层方向排布，循环静电喷涂、刮涂板刮涂，使石墨沿层方向排布并层层堆积形成厚膜；所述粘性碳源材料为壳聚糖、蔗糖、酯化淀粉、海藻酸中的至少一种；（2）将步骤（1）得到的厚膜施加0.08-0.1MPa的压力，送入干燥槽，在80-100℃条件下保压干燥15-25min，形成定量为200-500g/㎡的干燥厚膜；（3）将步骤（2）得到的干燥厚膜送入飞秒激光室，飞秒激光室设置两个方向的飞秒激光束进行扫描，一束沿垂直于干燥厚膜面扫描轰击，石墨层以及碳源、丁苯乳胶受飞秒轰击定向碳化反应，使石墨链接为大面积石墨层；另一束与干燥厚膜面呈5-10°夹角扫描轰击，受飞秒激光产生持续的高能振荡，将大面积石墨层层剥离，经气流吹扫收集形成大片径石墨烯片；其中两束飞秒激光，垂直于干燥厚膜面扫描速率大于与干燥厚膜面呈5-10°夹角扫描速率；所述飞秒激光束为掺钛蓝宝石为固体介质激光器；所述垂直于干燥厚膜面的飞秒激光，扫描速率为0.5-0.8m/s；与干燥厚膜面呈5-10°夹角的飞秒激光扫描速率为0.3-0.4m/s。