本發(fā)明屬于原子缺陷修復(fù)方法，具體涉及一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、原子結(jié)構(gòu)模型的缺陷是原子中正電荷不是均勻分布的，而是集中在中心的核形區(qū)域（原子核），電子是高速運(yùn)動(dòng)的而不是靜止的，電子排布是有軌道的。

2、石墨烯的獨(dú)特二維晶體結(jié)構(gòu)賦予了其超高的比表面積、高電子遷移率和導(dǎo)熱率、高機(jī)械強(qiáng)度等諸多優(yōu)異特性，石墨烯作為一種新型低維功能碳材料，在太陽(yáng)能電池、電子器件、晶體管、超級(jí)電容器、透明導(dǎo)電電極、感光元件、生物醫(yī)療和基因測(cè)序、抗菌器件等領(lǐng)域中具有廣泛而深遠(yuǎn)的應(yīng)用潛力，因此，具有完美結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量石墨烯成了研究者競(jìng)相追求的目標(biāo)。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，熱還原后石墨烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)中會(huì)留下大量的層內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和納米孔等非晶結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致許多碳原子不能有效地形成規(guī)整的六元環(huán)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響了石墨烯膜導(dǎo)熱系數(shù)的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的熱還原后石墨烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)中會(huì)留下大量的層內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和納米孔等非晶結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致許多碳原子不能有效地形成規(guī)整的六元環(huán)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響了石墨烯膜導(dǎo)熱系數(shù)的提升的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，包括如下步驟：

4、s1、將有缺陷的石墨烯加入到含催化劑的有機(jī)溶劑中進(jìn)行分散，得到石墨烯分散液；

5、s2、將基底清洗，然后將石墨烯分散液通過(guò)噴涂方法均勻的噴涂至基底的表面上，制得蓬松的石墨烯薄膜；

6、s3、將步驟s2中制得的石墨烯薄膜進(jìn)行烘干，然后放入真空環(huán)境下并通入氫氣進(jìn)行高溫修復(fù)，修復(fù)完成后，冷卻至室溫，然后將石墨烯薄膜取下，即可得到修復(fù)后的石墨烯膜。

7、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述催化劑由乙醇、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、四?乙基氫氧化銨、四氫呋喃和甲醇中的一份或多份原料按任意比例混合制成。

8、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述有機(jī)溶劑由二甲苯、乙醇、正丁醇和n-甲基吡咯烷酮中的一份或多份原料按任意比例混合制成。

9、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s2中的基底為sic。

10、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s2中基底清洗包括如下步驟：

11、s21、制備混合溶液；

12、s22將sic基底放置于混合溶液中，恒溫加熱浸泡15-30min，

13、s23、然后用去離子水沖洗sic基底，再用氮?dú)獯蹈?，即完成sic基底的清洗。

14、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s21中通過(guò)將30mlh2so4倒入聚四氟乙烯容器中，并攪拌加入10mlh2o2制得混合溶液。

15、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s22中混合溶液的溫度為70-90℃。

16、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s2中噴涂方法為基底處于600-1600600rpm的轉(zhuǎn)速下將石墨烯分散液涂抹在基底上。

17、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述步驟s3中真空環(huán)境為真空沉積爐內(nèi)。

18、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述真空沉積爐中的溫度為700-920°c，壓強(qiáng)為0.01-55pa。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1、本發(fā)明中，通過(guò)引入特定催化劑，協(xié)同修復(fù)石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷，實(shí)現(xiàn)碳原子的高效遷移，極大的加速非晶結(jié)構(gòu)的修復(fù)；

21、2、本發(fā)明中，催化劑起到固定石墨烯片層的作用，降低熱還原過(guò)程中的熱膨脹，有效的提高了石墨烯在修復(fù)時(shí)的穩(wěn)定性；

22、3、本發(fā)明中，通過(guò)使用超高溫缺陷修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)石墨烯sp2的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化以及面內(nèi)結(jié)構(gòu)晶格的修復(fù)，使石墨烯微觀缺陷得到充分修復(fù)，提升導(dǎo)熱系數(shù)至1500w/m·k以上。

技術(shù)特征：

1.一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述催化劑由乙醇、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、四?乙基氫氧化銨、四氫呋喃和甲醇中的一份或多份原料按任意比例混合制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑由二甲苯、乙醇、正丁醇和n-甲基吡咯烷酮中的一份或多份原料按任意比例混合制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s2中的基底為sic。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s2中基底清洗包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s21中通過(guò)將30mlh2so4倒入聚四氟乙烯容器中，并攪拌加入10mlh2o2制得混合溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s22中混合溶液的溫度為70-90℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s2中噴涂方法為基底處于600-1600600rpm的轉(zhuǎn)速下將石墨烯分散液涂抹在基底上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述步驟s3中真空環(huán)境為真空沉積爐內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，其特征在于：所述真空沉積爐中的溫度為700-920°c，壓強(qiáng)為0.01-55pa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法，屬于原子缺陷修復(fù)方法技術(shù)領(lǐng)域，該原子級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)方法包括：將有缺陷的石墨烯加入到含催化劑的有機(jī)溶劑中進(jìn)行分散，得到石墨烯分散液；將基底清洗，然后將石墨烯分散液通過(guò)噴涂方法均勻的噴涂至基底的表面上；本發(fā)明中，通過(guò)引入特定催化劑，協(xié)同修復(fù)石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷，實(shí)現(xiàn)碳原子的高效遷移，極大的加速非晶結(jié)構(gòu)的修復(fù)；催化劑起到固定石墨烯片層的作用，降低熱還原過(guò)程中的熱膨脹，有效的提高了石墨烯在修復(fù)時(shí)的穩(wěn)定性；本發(fā)明中，通過(guò)使用超高溫缺陷修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)石墨烯sp2的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化以及面內(nèi)結(jié)構(gòu)晶格的修復(fù)，使石墨烯微觀缺陷得到充分修復(fù)，并且將導(dǎo)熱系數(shù)提升至1500W/m·K以上。

技術(shù)研發(fā)人員：趙心妍子,黃鏘豪,周婧穎,薛道晟,陳丹莉,莫李治,劉益禎,許晨怡,徐然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12