本發(fā)明涉及一種透射電鏡載網(wǎng)及其制備方法，特別是涉及一種用于透射電子顯微鏡的還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)及其制備方法。

背景技術(shù)：

透射電子顯微鏡因使用波長(zhǎng)更短的電子作光源，可以看到光學(xué)顯微鏡無法看到的200nm以下的結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證高分辨率，因?yàn)橐陨咸匦?，它在材料科學(xué)，生命科學(xué)等領(lǐng)域中已經(jīng)成為不可或缺的檢測(cè)手段。由于蛋白質(zhì)及各種納米材料的直徑較小且分散性很好，為了能確保樣品能夠搭載載網(wǎng)上，會(huì)在載網(wǎng)上覆蓋一層有機(jī)膜，稱為“支持膜”。但由于支持膜導(dǎo)電性差，在電子束的照射下很容易產(chǎn)生電荷積累，使樣品飄逸、跳動(dòng)甚至支持膜破裂等。為了解決這個(gè)問題，可以通過在有機(jī)支持膜上噴一層碳膜來提高導(dǎo)電性，一般碳膜厚度在7-10nm。而超薄碳膜是指厚度在3-5nm的碳膜。碳膜的厚度越薄，它的襯度越高，分辨率越高；但是過薄的碳膜會(huì)導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度變低?，F(xiàn)有的碳支持膜制備工藝復(fù)雜且厚度較厚，對(duì)于部分樣品無法達(dá)到襯度要求。

石墨烯是由碳原子以六邊形鍵合的二維單原子層晶體，基于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)，石墨烯具有許多超出傳統(tǒng)材料的優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，易于修飾及大規(guī)模生產(chǎn)。其厚度僅有0.34nm，且機(jī)械強(qiáng)度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高機(jī)械強(qiáng)度，高有機(jī)樣品粘附性且高襯度的還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)，包括承載組件，所述承載組件具有鏤空孔；還包括覆蓋于鏤空孔上的寡層還原氧化石墨烯，所述寡層還原氧化石墨烯的層數(shù)少于10層。

一種還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)的制備方法，該方法為：將濃度為0.001～10mg/ml的氧化石墨烯溶液均勻鋪在承載組件表面，晾干并還原后得到電鏡載網(wǎng)。

進(jìn)一步地，所述承載組件的材質(zhì)選自銅、鎳、鉬、鈦、金、碳。

進(jìn)一步地，所述承載組件表面是否具有支持膜均可。

進(jìn)一步地，氧化石墨烯溶液的溶劑由水、甲醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、二甲亞砜、吡啶、二氧六環(huán)、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、丁酮、乙二醇、二甘醇中的一種或多種按任意配比混合組成；

進(jìn)一步地，氧化石墨烯溶液均勻鋪在承載組件表面，通過以下方法實(shí)現(xiàn)：直接通過滴加方法使溶液覆蓋載網(wǎng)；將載網(wǎng)浸泡在溶液中再提拉出來；或?qū)⑷芤盒炕蛑苯油磕ㄓ谳d網(wǎng)上；

進(jìn)一步地，旋涂的速度在300～8000rpm；

進(jìn)一步地，滴加在載網(wǎng)上的石墨烯溶液體積在2～20μl；

進(jìn)一步地，將載網(wǎng)浸泡在溶液中再提拉出來的提拉速度在0.1～200mm/min。

進(jìn)一步地，還原方法包括熱還原、化學(xué)還原和光還原。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的方法將寡層石墨烯覆蓋于鏤空孔上，最薄可達(dá)到單層氧化石墨烯厚度0.34nm；在保證了樣品拍攝時(shí)的高襯度和高分辨率的同時(shí)兼顧了強(qiáng)度，確保在載樣品時(shí)碳膜不會(huì)破裂；此外，由于還原氧化石墨烯表面負(fù)電性官能團(tuán)在還原過程中已經(jīng)被脫去，呈現(xiàn)電中性，所以對(duì)于有機(jī)溶劑分散的樣品具有很好的粘附作用；氧化石墨烯制備工藝簡(jiǎn)單且已有規(guī)?；a(chǎn)，該種碳膜的制備方法步驟簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備的超薄碳膜載網(wǎng)的掃描電鏡圖及局部放大圖；

圖2是本發(fā)明制備的超薄碳膜載網(wǎng)的電子衍射圖；

圖3是本發(fā)明制備的超薄碳膜載網(wǎng)負(fù)載硅顆粒的電鏡圖。

圖4是本發(fā)明制備的超薄碳膜載網(wǎng)的拉曼光譜圖。

具體實(shí)施方式

一種氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)及其制備方法，它的步驟如下：(1)取一片普通無碳膜電鏡載網(wǎng)放在濾紙上；(2)將氧化石墨烯溶液均勻鋪在載網(wǎng)上表面；(3)常溫或加熱條件下使溶劑揮發(fā)。

本發(fā)明于提供一種具有高機(jī)械強(qiáng)度，高樣品粘附性、高襯度的超薄碳膜的制備方法。

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改變和調(diào)整，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：

(1)取無支持膜的1000目的透射電鏡銅載網(wǎng)放在濾紙上；

(2)用移液槍移取濃度為0.1mg·ml^-1的氧化石墨烯水溶液5μl，自然滴落在銅網(wǎng)表面；

(3)將上述整體樣品放在干凈無塵的室溫環(huán)境中，直到水自然揮發(fā)干。

(4)將上述樣品整體放在水合肼氣氛中，七十?dāng)z氏度下還原八小時(shí)。

由圖1看出石墨烯片層平鋪在鏤空孔上，圖2的電子衍射圖看出，在最厚的地方僅由三層石墨烯組成。將該載網(wǎng)用于納米硅顆粒的制樣,如圖3所示,在圖3中可以看出，該種石墨烯支持膜強(qiáng)度較高，在負(fù)載了納米硅顆粒后依舊保持支持膜的完整性。圖4可以看出還原后，還原氧化石墨烯碳支持膜的還原程度較高。

實(shí)施例2：

(1)取具有微柵支持膜的200目的透射電鏡載網(wǎng)，將其浸入濃度為0.5mg·ml^-1的氧化化石墨烯乙醇溶液再以1mm/min的速度均勻提拉上來；

(2)將上述樣品放在干凈無塵的烘箱中40℃加熱，直到水自然揮發(fā)干。

(3)將上述樣品整體高溫1000℃氫氣氣氛下還原2小時(shí)。通過測(cè)試，該石墨烯支持膜強(qiáng)度較高，襯度高。

實(shí)施例3：

(1)取具有微柵支持膜的300目的透射電鏡載網(wǎng)，將濃度為0.001mg/ml的氧化化石墨烯乙醇溶液對(duì)透射電鏡載網(wǎng)進(jìn)行旋涂5-10s，旋涂的速度為300rpm；

(2)將上述樣品放在干凈無塵的烘箱中40℃加熱，直到水自然揮發(fā)干。

(3)將上述樣品整體高溫1000℃氫氣氣氛下還原2小時(shí)。通過電子衍射測(cè)試，在最厚的地方僅由10層石墨烯組成，該石墨烯支持膜強(qiáng)度較高，襯度高。

實(shí)施例4：

(1)取具有微柵支持膜的300目的透射電鏡載網(wǎng)，將其浸入濃度為10mg/ml的氧化化石墨烯四氫呋喃溶液再以1mm/min的速度均勻提拉上來；

(2)將上述樣品放在干凈無塵的烘箱中40℃加熱，直到水自然揮發(fā)干。

(3)將上述樣品整體高溫1000℃氫氣氣氛下還原2小時(shí)。通過測(cè)試，該石墨烯支持膜強(qiáng)度較高，襯度高。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)及其制備方法。它的步驟如下：(1)取一片普通無碳膜電鏡載網(wǎng)放在濾紙上；(2)將氧化石墨烯溶液均勻鋪在載網(wǎng)上表面；(3)常溫或加熱條件下使溶劑揮發(fā)；(4)化學(xué)或熱還原得到還原氧化石墨烯碳支持膜透射電鏡載網(wǎng)。本發(fā)明可制備超薄的碳支持膜，實(shí)現(xiàn)高襯度、高分辨率。且還原后的碳支持膜顯示電中性，有利于有機(jī)試劑做溶劑的納米粒子的分散。該種制備碳支持膜方法具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：高超;許震;郭凡;孫海燕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.02
技術(shù)公布日：2017.08.25