一种实现单层石墨烯双面非对称修饰的方法

摘要

本发明公开了一种实现单层石墨烯非对称共价修饰的方法。该方法包括如下步骤：1)在衬底上制备石墨烯；2)在石墨烯表面进行共价化学修饰，得到单面修饰的石墨烯；3)将PMMA溶液旋涂至单面修饰的石墨烯表面，烘烤PMMA形成聚合物薄膜；然后在氢氟酸水溶液中刻蚀衬底，使石墨烯与衬底分离；4)以PMMA薄膜作为保护性基底，对单面修饰后石墨烯的另一侧进行与步骤2)方法不同的共价化学修饰，实现石墨烯的双面非对称修饰；5)将双面非对称修饰的石墨烯转移至另一衬底表面，除去PMMA薄膜，得到双面非对称修饰的石墨烯。本方法以PMMA薄膜作为操纵媒介，首次实现了单层石墨烯双面非对称共价修饰，适用于任何石墨烯共价修饰方法。

主权项

一种实现石墨烯双面非对称共价修饰的方法，包括如下步骤：1)在衬底上制备石墨烯；2)在石墨烯表面进行共价化学修饰，得到单面修饰的石墨烯；3)将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂至步骤2)得到的单面修饰的石墨烯表面，烘烤所述聚甲基丙烯酸甲酯使之固化形成聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；然后在氢氟酸水溶液中刻蚀衬底，使石墨烯与衬底分离；4)以聚甲基丙烯酸甲酯薄膜作为保护性基底，继续对单面修饰后石墨烯的另一侧进行与步骤2)中共价化学修饰方法不同的二次共价化学修饰，实现石墨烯的双面非对称共价修饰；5)将双面非对称共价修饰的石墨烯转移至另一衬底表面，除去聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，得到双面非对称共价修饰的石墨烯；步骤1)中所述衬底为Si和SiO₂组成的复合衬底，其中，SiO₂衬底层与所述石墨烯片层接触；所述石墨烯为单层石墨烯；步骤3)中所述聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为950K；所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液的质量分数为4％，旋涂速率为1000～3500r/min，时间为45～60s；所述烘烤的温度为170℃，时间为5～15min；步骤3)中所述氢氟酸溶液的质量分数为2％，刻蚀时间为5～15min；步骤5)中将双面非对称共价修饰的石墨烯转移至Si/SiO₂衬底表面，石墨烯与SiO₂衬底层接触；步骤5)中所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜采用丙酮蒸汽除去。