一种石墨膜表面修饰的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113620285A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202111049646.5(22)申请日2021.09.08(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号北京大学(72)发明人白树林任柳丞康磊牛红雨(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人霍苗(51)Int.Cl.C01B32/22(2017.01)C25B1/01(2021.01)C25B11/02(2021.01)C25B11/043(2021.01)C25B11/046(2021.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种石墨膜表面修饰的方法(57)摘要本发明涉及表面修饰技术领域，尤其涉及一种石墨膜表面修饰的方法。本发明提供的石墨膜表面修饰的方法，包括以下步骤：以石墨膜为阳极，以铜线为阴极，在硫酸溶液中进行电解，得到表面修饰后的石墨膜。所述石墨膜经过电解处理，其表面引入大量的含氧官能团，从而使石墨膜表面被氧化，可以改善石墨膜的界面亲和力，增强石墨膜与其他材料的界面作用；同时，硫酸‑电离产生的HSO4对石墨膜的多层结构也具有插层作用，石墨膜表面变得疏松可以实现更大程度的修饰。CN113620285ACN113620285A权利要求书1/1页1.一种石墨膜表面修饰的方法，其特征在于，包括以下步骤：以石墨膜为阳极，以铜线为阴极，在硫酸溶液中进行电解，得到表面修饰后的石墨膜。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸溶液的质量浓度为30～60％。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硫酸溶液的质量浓度为50％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解的电压为3V，时间为1～15min。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨膜的厚度为25μm。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石墨膜的水接触角为90°～95°，面内热导率为1600～1900W·m‑1·K‑1。7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述表面修饰后的石墨膜的水接触角为60～80°，面内热导率为800～1700W·m‑1·K‑1。2CN113620285A说明书1/4页一种石墨膜表面修饰的方法技术领域[0001]本发明涉及表面修饰技术领域，尤其涉及一种石墨膜表面修饰的方法。背景技术[0002]电子设备集成化和微型化的趋势日益显著，现有的导热复合材料的热导率普遍偏低，难以满足散热的需要，为解决电子设备的散热问题，并大幅提升复合材料的热导率。石墨膜具有超高的热导率，已经实现工业化，在手机和电脑等便携式移动设备中获得大量的应用。然而，石墨膜易碎，往往需要有保护层材料进行保护，但石墨膜具有较强的疏水性，因此石墨膜表面具有高表面惰性，与其他材料界面结合力弱，制约了其与其他材料的复合使用。目前，降低石墨膜表面疏水性的改性方法主要包括常规的化学修饰法或等离子体处理法；常规的化学修饰法一般是在溶液中进行化学反应，当粉体石墨或石墨烯进行液相反应时，为了反应的均匀性和效率，也往往需要搅拌装置。而石墨膜作为膜的连续性，使得不能采用搅拌装置的化学反应，否则会破坏石墨膜的完整性。而等离子体处理相对比较简单，将石墨膜放入等离子体腔室中，在特定的气体环境中通入等离子体进行处理即可，耗时短，但修饰深度很浅，仅发生在石墨膜表面，因此修饰程度很容易达到上限，延长时间对于修饰深度的影响不大。发明内容[0003]本发明的目的在于提供了一种石墨膜表面修饰的方法，所述表面修饰的方法可以在短时间内实现对石墨膜表面的深度修饰。[0004]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0005]本发明提供了一种石墨膜表面修饰的方法，包括以下步骤：[0006]以石墨膜为阳极，以铜线为阴极，在硫酸溶液中进行电解，得到表面修饰后的石墨膜。[0007]优选的，所述硫酸溶液的质量浓度为30～60％。[0008]优选的，所述硫酸溶液的质量浓度为50％。[0009]优选的，所述电解的电压为3V，时间为1～15min。[0010]优选的，所述石墨膜的厚度为25μm。[0011]优选的，所述石墨膜的水接触角为90°～95°，面内热导率为1600～1900W·m‑1·K‑1。[0012]优选的，所述表面修饰后的石墨膜的水接触角为60～80°，面内热导率为800～1700W·m‑1·K‑1。[0013]本发明提供了一种石墨膜表面修饰的方法，包括以下步骤：以石墨膜为阳极，以铜线为阴极，在硫酸溶液中进行电解，得到表面修饰后的石墨膜。所述石墨膜经过电解处理，其表面引入大量的含氧官能团，从而使石墨膜表面被氧化，可以改善石墨膜的界面亲和力，‑增强石墨膜与其他材料的界面作用；同时，硫酸电离产生的HSO4