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公开(公告)号：CN102020262B
公开(公告)日：2012-12-05
申请号：CN200910187296.1
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
Abstract: 本发明涉及单壁纳米碳管的制备技术，具体为一种无金属催化剂高效生长单壁纳米碳管的方法，适于高效制备高质量、无金属杂质残留的单壁纳米碳管。该方法以离子溅射方法制备的二氧化硅薄膜为催化剂前驱体，在600～1100℃条件下通过碳源的裂解制备单壁纳米碳管。其中，碳源为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯、环己烷等碳氢化合物或乙醇、甲醇、丙酮、一氧化碳等，载气为氢气或氢气与氩气、氦气等惰性气体的混合气。本发明提出以离子溅射方法得到的SiO2镀膜为催化剂前驱体，高效生长不含有任何金属杂质的高质量单壁纳米碳管，具有操作简便、成本低、与易于在硅基体上定位生长和图案化生长单壁纳米碳管的特点，对要求无金属杂质的单壁纳米碳管的应用奠定了基础。
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公开(公告)号：CN101993060A
公开(公告)日：2011-03-30
申请号：CN200910013244.2
申请日：2009-08-19
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B31/04
Abstract: 本发明涉及石墨烯的制备技术，具体为一种适用于宏量制备具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯的方法。该方法首先采用阴、阳极在压力气氛下电弧放电的方式快速加热，进而膨胀、解理氧化石墨制备剥离石墨，阳极为采用Hummer方法得到的氧化石墨，缓冲气体总压力为50-1000乇，放电电流为50-300A；然后采用超声方法将剥离石墨均匀分散在表面活性剂溶液中，最后采用高速离心方法去除尚未完全剥离的石墨以及大尺寸的厚石墨片，进而得到具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯。本发明可通过简单地控制工艺参数制备具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯，并且该方法具有成本低、产物产量高以及有望大量制备的特点。
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公开(公告)号：CN102020240B
公开(公告)日：2013-04-10
申请号：CN200910187299.5
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: B82B3/00
Abstract: 本发明涉及石墨烯的裁剪技术，具体为一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法。该方法采用硅/氧化硅基片在加热时原位产生的或者外加的氧化硅纳米粒子，在较高的温度和含有氢气的气氛下，使纳米粒子沿石墨烯特定的边界取向运动来裁剪石墨烯。其中：石墨烯通过微机械剥离法获得，层数为单层或者少层；所用含有氢气的气氛为纯氢气或氢气与惰性气体或氮气的混合气氛。本发明利用纳米粒子与不同边界取向的石墨烯边界间相互作用力的不同，在纳米粒子的辅助催化作用下通过石墨烯的氢化反应，实现了对石墨烯的边界选择性裁剪，所得石墨烯带宽度、异质结宽度和量子点尺寸为纳米级，且边界具原子级规整度，其取向与纳米粒子的尺寸有关。
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公开(公告)号：CN102001642B
公开(公告)日：2012-10-03
申请号：CN200910013577.5
申请日：2009-09-02
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B31/02
Abstract: 本发明涉及石墨烯带的制备技术，具体为一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法，适用于宏量制备层数、宽度和边界可控的石墨烯带。该方法首先采用Hummers方法得到氧化石墨，利用石墨氧化过程中含氧官能团在其表面的选择性修饰营造线缺陷，结合高温快速膨胀剥离、热还原、溶剂分散和离心分离制备含有表面线缺陷的石墨烯；然后通过超声波剪切以及化学还原，实现石墨烯的裁剪和结构恢复；最后，采用高速离心方法去除尚未完全裁剪的大片石墨烯，进而制备出层数、宽度可控的石墨烯带。本发明可通过控制裁剪的关键工艺参数，如石墨原料种类、氧化和剥离工艺、还原、分散和离心处理，制备具有层数、宽度、边界可控的石墨烯带，该方法操作简单、成本低。
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公开(公告)号：CN102021633A
公开(公告)日：2011-04-20
申请号：CN200910187297.6
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C25D13/02
CPC classification number: C25D13/02
Abstract: 本发明涉及场发射电子材料领域，特别提供了一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法。该方法包括：(1)采用超声方法将石墨烯与可以提供电荷的金属阳离子无机盐均匀分散在极生较低的有机溶剂中，或将石墨烯直接分散在离子型表面活性剂的水溶液中，制备出稳定的带电荷的石墨烯溶液；(2)在外加电场作用下，利用电泳沉积方法将带有电荷的石墨烯有序沉积在导电基板上，制备出石墨烯薄膜。本发明场发射材料为均匀致密、由富含垂直于表面的石墨烯片层组成的石墨烯薄膜，该方法具有操作简单、成本低、可控性好的特点，适于制备大面积的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜优异的场发射特性为其作为冷阴极材料在高性能场发射显示器等方面的应用奠定了基础。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102020240A
公开(公告)日：2011-04-20
申请号：CN200910187299.5
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: B82B3/00
Abstract: 本发明涉及石墨烯的裁剪技术，具体为一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法。该方法采用硅/氧化硅基片在加热时原位产生的或者外加的氧化硅纳米粒子，在较高的温度和含有氢气的气氛下，使纳米粒子沿石墨烯特定的边界取向运动来裁剪石墨烯。其中：石墨烯通过微机械剥离法获得，层数为单层或者少层；所用含有氢气的气氛为纯氢气或氢气与惰性气体或氮气的混合气氛。本发明利用纳米粒子与不同边界取向的石墨烯边界间相互作用力的不同，在纳米粒子的辅助催化作用下通过石墨烯的氢化反应，实现了对石墨烯的边界选择性裁剪，所得石墨烯带宽度、异质结宽度和量子点尺寸为纳米级，且边界具原子级规整度，其取向与纳米粒子的尺寸有关。
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公开(公告)号：CN102001642A
公开(公告)日：2011-04-06
申请号：CN200910013577.5
申请日：2009-09-02
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B31/02
Abstract: 本发明涉及石墨烯带的制备技术，具体为一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法，适用于宏量制备层数、宽度和边界可控的石墨烯带。该方法首先采用Hummers方法得到氧化石墨，利用石墨氧化过程中含氧官能团在其表面的选择性修饰营造线缺陷，结合高温快速膨胀剥离、热还原、溶剂分散和离心分离制备含有表面线缺陷的石墨烯；然后通过超声波剪切以及化学还原，实现石墨烯的裁剪和结构恢复；最后，采用高速离心方法去除尚未完全裁剪的大片石墨烯，进而制备出层数、宽度可控的石墨烯带。本发明可通过控制裁剪的关键工艺参数，如石墨原料种类、氧化和剥离工艺、还原、分散和离心处理，制备具有层数、宽度、边界可控的石墨烯带，该方法操作简单、成本低。
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公开(公告)号：CN101993061A
公开(公告)日：2011-03-30
申请号：CN200910013248.0
申请日：2009-08-19
Applicant: 中国科学院金属研究所
IPC: C01B31/04
Abstract: 本发明涉及石墨烯的制备技术，具体为一种层数可控的高质量石墨烯的大量制备方法，适用于宏量制备层数可控的高质量石墨烯。该方法采用尺寸和结晶度不同的石墨为原料，利用Hummer方法氧化石墨，然后采用快速加热方法膨胀、解理氧化石墨得到剥离石墨，在高温下还原剥离石墨，采用超声方法将其均匀分散在表面活性剂溶液中，最后采用高速离心方法去除尚未完全剥离的石墨以及大尺寸的厚石墨片，进而得到层数可控的高质量石墨烯。本发明根据尺寸和结晶度不同的石墨氧化和解理程度不同实现石墨烯的层数控制，同时采用氢气和氩气的混合气体还原剥离石墨进一步去除石墨烯中的含氧官能团提高其导电性，从而制备出层数可控的高质量石墨烯。
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公开(公告)号：CN102020262A
公开(公告)日：2011-04-20
申请号：CN200910187296.1
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
Abstract: 本发明涉及单壁纳米碳管的制备技术，具体为一种无金属催化剂高效生长单壁纳米碳管的方法，适于高效制备高质量、无金属杂质残留的单壁纳米碳管。该方法以离子溅射方法制备的二氧化硅薄膜为催化剂前驱体，在600～1100℃条件下通过碳源的裂解制备单壁纳米碳管。其中，碳源为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯、环己烷等碳氢化合物或乙醇、甲醇、丙酮、一氧化碳等，载气为氢气或氢气与氩气、氦气等惰性气体的混合气。本发明提出以离子溅射方法得到的SiO2镀膜为催化剂前驱体，高效生长不含有任何金属杂质的高质量单壁纳米碳管，具有操作简便、成本低、与易于在硅基体上定位生长和图案化生长单壁纳米碳管的特点，对要求无金属杂质的单壁纳米碳管的应用奠定了基础。
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公开(公告)号：CN102020239A
公开(公告)日：2011-04-20
申请号：CN200910187295.7
申请日：2009-09-09
Applicant: 中国科学院金属研究所
Abstract: 本发明涉及单壁纳米碳管的图案化制备技术，具体为一种通过表面刻划带有氧化硅的硅衬底图案化生长单壁纳米碳管的方法，适于高度定位和图案化生长高质量、无金属杂质残留的单壁纳米碳管。该方法以带有热氧化层的硅片作为衬底，首先使用尖锐物体在衬底表面刻划出一定的图案，该刻划操作会在衬底表面定域产生一些催化活性位，然后通过高温氧化处理形成单壁纳米碳管的成核点。进而，在600-1100℃条件下通过碳源的裂解制备单壁纳米碳管。本发明以一种简单的刻划硅衬底的方式，实现了不含有任何金属杂质的高质量单壁纳米碳管的定位和图案化生长，具有操作简便、成本低、定位性好和易于图案化的特点，为单壁纳米碳管在纳电子器件和传感器等领域的应用奠定了基础。
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