石墨烯论文正稿
石墨烯材料的研究进展论文
新材料石墨烯的研究摘要：石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料。
由于其独特的结构和新奇的物化性能，在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力，已成为纳米复合材料研究的热点。
综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展，并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。
关键词：石墨烯；纳米复合材料；制备；应用1.材料的基本情况石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其它碳同素异形体的基本单元。
石墨烯的理论研究已有６０多年的历史，一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。
２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯。
石墨烯的出现颠覆了传统理论，使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。
石墨烯的结构非常稳定。
石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。
这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。
石墨烯是构成石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。
完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。
12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光；导热系数高于碳纳米管和金刚石，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂，石墨烯是世界上导电性最好的材料。
凝聚态物理论文-石墨烯
海南大学课程论文评阅教师：2013年月日Star of the future--- GrapheneName LIN Run(College of Materials Scienee and Engineering , Hainan University , Haikou 570228 , China)Abstract : Reeently,graphene has attracted lots of interest from both fundanlental and applied fields. The methods of producing graphene including GlCs intercalation method, reductjon Ofoxded-graphene method, mthod micromechanical cleavage method, and chemical deposition method are sumrllarized, and the future research directi on is also poin ted out in this pape rKey words：graphene synthese property, Application of graphene,一.引言2004年，盖姆和Noveselov等人用机械剥离法，从三维石墨中提取出单层石墨烯，随后，又通过石墨烯获得了石墨烷.石墨烯独特的性质引起了许多科研人员的关注.它不仅可以用来论证相对论的量子力学，还能应用于传感器、晶体管、太阳能电池等.因此，对石墨烯制备方法独特性质、以及改性的研究就如火如荼的展开了。
二.石墨烯的发现2008年8月，盖姆讲述了他们当初如何制造石墨烯的故事：2004年，盖姆买了一大块高定向热解石墨，这是一种纯度非常高、通常用于分析的石墨材料。
【精品】石墨烯论文
【精品】石墨烯论文题目：石墨烯的制备及其性质研究摘要：本文研究了石墨烯的制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法和电化学法。
我们对这些方法的优缺点进行了分析，并结合实验结果对比了它们的性能。
石墨烯是一种单层厚度只有一个原子的碳材料，具有高强度、高导热性、高电导性等优异物理和化学性质。
因此，石墨烯在电子学、催化、生物医学等多个领域都有广泛的应用前景。
关键词：石墨烯，制备方法，性能分析1. 石墨烯的制备方法1.1 机械剥离法机械剥离法是最早用于制备石墨烯的方法之一，其原理是利用机械力将石墨表面的单层碳原子剥离下来得到石墨烯。
这种方法简单易行，但生产效率较低，且难以控制石墨烯的大小和形状。
1.2 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将气体中的碳源沉积在衬底上生成石墨烯的方法。
该方法生产效率高，能够大规模制备石墨烯，但需要特殊的沉积设备，且产生的石墨烯数量受衬底材料的限制。
1.3 电化学法电化学法是利用电化学反应在石墨表面生成石墨烯。
这种方法操作简单易行，但还有待于进一步的研究改进。
2. 石墨烯的性能分析2.1 强度和硬度石墨烯具有极高的机械强度和硬度，其强度是钢的200倍以上，硬度是金刚石的2倍以上。
2.2 电子学性质石墨烯具有优异的电子学性质，电子迁移率高达10000cm2/Vs，使其在半导体、传感器等领域有广泛应用。
2.3 光学性质石墨烯在可见光到红外光谱范围内具有吸收率极高的特性，可用于太阳能电池和光伏电池等领域。
3. 结论从以上分析可知，石墨烯具有出色的物理和化学性质，且在多个领域都有广泛应用前景。
不同的制备方法具有各自的特点，需根据应用需求进行选择。
我们的研究结果有助于促进石墨烯的应用和发展。
石墨烯相变材料论文
石墨烯相变材料论文第一篇：石墨烯相变材料论文石墨烯相变材料的研究摘要：随着热管理及热存储技术的发展，储热技术逐渐扮演着越来越重要的角色，于此同时寻找高性能的储热材料也成为了研究热潮。
近年来，相变材料的发展为储热技术带来了福音，相比于其他热导率低，储热性能差的储热材料，相变材料有着天然的优势。
而在相变材料中，石墨烯相变材料是如今发现的储热性能最优异的相变材料，通过将石墨烯作为填充材料，相变材料的储热能力大大提升。
关键词：热存储相变材料储热材料石墨烯前言：在热能的存储和利用过程中，常常存在于在供求之间在时间上和空间上不匹配的矛盾，如太阳能的间歇性，电力负荷的峰谷差，周期性工作的大功率器件的散热和工业余热利用等。
相变储能材料通过材料相变时吸收或释放大量热量实现能量的储存和利用，可有效解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。
因此，相变储能技术被广泛应用于具有间歇性或不稳定性的热管理领域，如航空航天大功率器件的管理，周期性间歇式电子工作器件的散热，太阳能利用，电力的“移峰填谷”，工业废热余热的回收利用，民用建筑的采暖及空调的节能领域等。
近年来，相变储能技术成为能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。
相变储能材料具有储能密度大储能释能过程近似恒温的特点。
但多数相变储能材料存在热导率低，换热性能差等缺点。
采用具有高导热，低密度，耐腐蚀和化学稳定性好等优点的碳材料对其进行强化传热，可有效提高系统换热效率。
常用的固-液定型相变储能材料实际上是一类复合相变材料，主要是由两种成分组成：一是工作物质；二是载体基质。
工作物质利用它的固-液相变进行储能工作物质可以是各种相变材料，如石蜡，硬脂酸，水合盐，无机盐和金属及其合金材料。
载体基质主要是用来保证相变材料的不流动性和可加工性，并对其进行强化传热。
石墨烯是一种新型碳材料，它具有由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状紧密堆积结构。
它是构建其他维度炭质材料的基本单元。
石墨烯论文总结范文
摘要：石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行了综述，旨在为石墨烯材料的研究提供参考。
一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体，具有优异的力学、电学、热学和光学性能。
自2004年石墨烯被发现以来，其研究取得了显著的进展。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行综述，以期为石墨烯材料的研究提供参考。
二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法：机械剥离法是制备石墨烯的一种简单、高效的方法。
通过将石墨片在金刚石针尖下进行机械剥离，可以得到单层石墨烯。
2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法。
该方法在高温下将碳源气体在金属催化剂上分解，形成石墨烯。
3. 水热法：水热法是一种制备石墨烯的新技术。
通过将石墨烯前驱体在高温高压下进行反应，可以得到高质量的石墨烯。
4. 微机械剥离法：微机械剥离法是一种基于微机械加工技术制备石墨烯的方法。
通过在石墨烯上施加应力，使其发生剥离，从而获得单层石墨烯。
三、石墨烯的特性1. 优异的力学性能：石墨烯具有极高的强度和韧性，是已知材料中最强的二维材料。
2. 良好的电学性能：石墨烯具有优异的电导率，是已知材料中最高的二维材料。
3. 热学性能：石墨烯具有优异的热导率，可以有效传递热量。
4. 光学性能：石墨烯具有优异的光吸收和光催化性能。
四、石墨烯的应用领域1. 电子器件：石墨烯具有优异的电学性能，可以应用于制备高性能电子器件，如场效应晶体管、晶体管等。
2. 能源存储与转换：石墨烯具有良好的电化学性能，可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储与转换领域。
3. 光学器件：石墨烯具有优异的光学性能，可以应用于制备高性能光学器件，如光子晶体、光学传感器等。
4. 生物医学领域：石墨烯具有良好的生物相容性，可以应用于生物医学领域，如药物载体、生物传感器等。
五、结论石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
石墨烯论文
关于石墨烯的研究摘要：石墨烯是2004年才发现的新型材料，它是碳原子组成的平面结构。
具有单一原子或几个原子的厚度。
石墨烯因具有独特的电子结构。
是迄今为止人类发现最早的二维电子系统。
关键词：石墨烯的制备：石墨烯特性：石墨烯结构：石墨烯应用0引言：C是最神奇的元素，自然界中碳也是组成物质最多的元素，给人类带来了很多财富石墨也是人类最常见的材料。
在科学界最热门的材料就是石墨烯。
顾名思义，石墨烯与石墨有紧密的联系。
我们知道，石墨是一类层状的材料，它是由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。
由于层间的作用力较弱，因此石墨层间很容易互相剥离，形成薄的石墨片，这也正是铅笔能在纸上留下痕迹的原因。
这样的剥离存在一个最小的极限，那就是单层的剥离，即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯。
石墨Graphene）是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。
石墨烯的理论比表面积高达2 600m2Pg ,具有突出的导热性能( 3 000W·m- 1·K- 1 ) 和力学性能(1 060GPa) , 以及室温下较高的电子迁移率(15 000cm2·V- 1·s - 1 ) 。
此外,它的特殊结构,使其具有半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质 ,因而备受关注。
但长久以来，科学家们从理论上一直认为这种纯粹的二维晶体材料是无法稳定存在的，一些试图制备石墨烯的工作也均以失败而告终。
直到2004年，英国曼彻斯特大学的A. Geim 教授及其合作人员凭借极大的耐心与一点点运气终于如大海捞针般首次发现了石墨烯。
他们采取的手段与铅笔写字有异曲同工之妙，即通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终通过显微镜在大量的薄片中寻找到了理论厚度只有0.34纳米（约为头发直径的二十万分之一）的石墨烯。
小论文--石墨烯
石墨烯摘要：自石墨烯发现以来，越来越受到科研工作者的热捧。
本文介绍了石墨烯的制备、结构、性能及应用、表征和研究现状，并且对石墨烯的研究趋势提出展望。
关键词：石墨烯；制备；性能；应用；发展趋势概述一直以来,科学家们认为,单层的石墨烯是不可稳定能存在的。
人们错误的认为,将石墨烯从石墨上剥离下来的力足以破坏石墨烯的结构,而且固体的熔点随着粒子粒度的减小是要大大降低的,当减小到几个原子层厚时,固体将熔化。
另外,在二维晶体中由于内能的存在,使原子的振动幅度很大,因此原子的错位将相当严重的,这将导致原子与未与它成键的原子间的距离的大小和与它成键的原子间的距离的大小几乎相同,因此不能保持单层的结构。
英国Manchester大学的Geim教授在理论上不可行的情况下依然进行了偿试,他从2002年开始寻找石墨烯。
人们通常用胶带粘附的方法来获得石墨的单晶面,Geim教授设想把这种方法发展到极限,他很快便制得了十个分子厚度的石墨,于是他偿试着再去掉九层,并最终成功了,他的团队成功得到了单层的石墨烯,并在2004年的《Nature》上发表了关于石墨烯的研究成果[1]。
在那篇论文中,他把石墨烯放在了硅片上,接上电极,研究了不同电位下石墨烯的带电情况,石墨烯的发现在纳米科技上是有划时代的意义的。
石墨烯在电子和光电器件领域有着重要和广阔的应用前景.正因为如此，石墨烯的两位发现者获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
石墨烯的结构石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元,如图1所示。
石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。
在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142nm，厚度只有0.334nm。
石墨烯是呈二维结构的,但实际上并不是平坦的,而是波状的。
在一个两层体系中,这种起伏不是很明显,在多层体系中会完全消失。
石墨烯中每一个碳原子与周围的三个碳原子之间以特殊的单键相连,剩余的一个电子可以自由移动,因此石墨烯是可以导电的。
石墨烯毕业论文
石墨烯毕业论文石墨烯毕业论文石墨烯，作为一种新兴的二维材料，近年来备受关注。
它具有出色的电子、热学、力学和光学性能，被认为是未来科技领域的重要材料。
在我即将毕业的时刻，我决定以石墨烯为研究对象，撰写一篇毕业论文，以探索其潜在应用和进一步发展的可能性。
首先，我将介绍石墨烯的基本性质和制备方法。
石墨烯是由碳原子构成的单层晶体结构，具有高度的强度和导电性。
其制备方法多种多样，包括机械剥离、化学气相沉积和化学还原等。
在论文中，我将详细描述这些方法的优缺点，并提出一种新的制备方法，以提高石墨烯的质量和可扩展性。
其次，我将研究石墨烯的电子性质。
石墨烯的电子结构具有独特的带隙特性，使其成为一种理想的载流子传输材料。
我将通过实验和数值模拟，研究石墨烯的载流子输运特性，并探索其在电子器件中的应用潜力。
例如，石墨烯可以作为高性能的晶体管材料，用于制造更快、更小、更节能的电子器件。
此外，我将研究石墨烯在能量存储和转换领域的应用。
石墨烯具有高比表面积和良好的电导率，使其成为一种理想的电极材料。
我将探索石墨烯在锂离子电池、超级电容器和燃料电池等能源存储和转换设备中的应用潜力。
通过优化石墨烯的结构和制备工艺，可以提高这些设备的性能和循环寿命。
除了电子和能源领域，石墨烯还具有广泛的应用前景。
例如，在生物医学领域，石墨烯可以用于制造生物传感器、药物传递系统和组织工程材料。
在环境保护领域，石墨烯可以用于制造高效的吸附剂、催化剂和分离膜。
在纳米电子学领域，石墨烯可以用于制造纳米传感器、纳米电子器件和纳米机械系统。
在论文中，我将介绍这些领域的最新研究进展，并提出一些新的应用方向。
最后，我将总结石墨烯的研究成果，并展望其未来的发展前景。
石墨烯作为一种多功能材料，具有巨大的潜力。
然而，目前仍存在一些挑战，如大规模制备、稳定性和可扩展性等。
我将提出一些解决这些挑战的方法和建议，并展示石墨烯在未来科技领域的应用前景。
在整个研究过程中，我将采用实验和理论相结合的方法，以确保研究结果的准确性和可靠性。
无机化学石墨烯课程论文
目录[摘要] (2)一、引言 (2)二、石墨烯的研究进展 (2)（一）石墨烯的发现史和简介 (2)1.石墨烯的发现史 (2)2.石墨烯的简介 (2)三、石墨烯的制备方法 (3)（一）物理方法 (3)1.微机械力剥离法 (3)2.印章切取转移印制法[5] (3)3.液相剥离法 (3)（二）化学方法 (3)1.SiC 热解的外延生长法 (3)2.化学气相沉积(CVD) 法 (3)3.氧化-分散-还原法 (4)4.外延生长法 (4)四、石墨烯的物理性质和化学性质 (4)（一）物理性质 (4)1.力学特性 (4)2.电子效应[8] (4)3.热性能 (4)4.光学特性 (4)5.溶解性 (4)6.熔点 (4)（二）化学性质 (4)1.生物相容性 (4)2.氧化性......................................... 错误!未定义书签。
3.还原性 (4)4.加成反应 (5)5.稳定性 (5)五、石墨烯的应用 (5)（一）传感器 (5)1.pH传感器 (5)2.气体分子传感器 (5)3.分子传感器 (5)4.电化学传感器 (5)（二）储氢材料 (5)（三）药物控制释放 (5)（四）离子筛 (5)（五）电极材料 (6)（六）光催化复合材料 (6)（七）润滑油 (6)六、石墨烯相关企业 (6)七、展望 (6)结论 (7)参考文献 (7)[摘要] 这篇论文简要介绍了石墨烯的研究进展、制备的方法、性质、应用以及相关企业并基于石墨烯的性质预测了石墨烯未来的发展方向。
内容较为全面，并且通俗易懂，简洁明了，对于想要简单了解石墨烯的朋友们是不错的选择。
[关键词]石墨烯制备方法理化性质应用相关企业一、引言石墨烯的研究，在近年来是一大热门。
石墨烯作为一种在未来很可能有颠覆性的发展的物质，在材料学、生物医学、微纳加工、能源和药物传递等领域有着很好的发展前景，原因是石墨烯具有卓越的电学、光学、力学特性，石墨烯的研究或许对我们未来的生活会有很大影响。
《电磁屏蔽功能石墨烯-碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物的制备与性能》范文
《电磁屏蔽功能石墨烯-碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物的制备与性能》篇一电磁屏蔽功能石墨烯-碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物的制备与性能一、引言随着现代电子设备的普及，电磁辐射问题日益严重，电磁屏蔽材料的需求也随之增加。
石墨烯和碳纳米管因其优异的导电性和高比表面积，被广泛应用于电磁屏蔽材料中。
然而，单一的导电材料在应对复杂的电磁环境时，往往存在一些不足。
因此，本论文提出了一种新型的电磁屏蔽材料——石墨烯/碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物。
该材料不仅继承了石墨烯和碳纳米管的优良导电性能，还具有气凝胶的轻质、高孔隙率和棉织物的柔韧性。
本文将详细介绍该复合材料的制备方法及其性能。
二、材料制备（一）材料选择本实验选用高质量的石墨烯和碳纳米管作为主要导电材料，同时选用棉织物作为基底材料。
石墨烯和碳纳米管具有良好的导电性能和高比表面积，而棉织物则具有优异的柔韧性和吸液性。
（二）制备过程1. 石墨烯/碳纳米管气凝胶的制备：首先，将石墨烯和碳纳米管分别进行分散处理，然后通过低温液相法制备石墨烯/碳纳米管气凝胶。
这一过程中，需严格控制反应温度和时间，以保证气凝胶的均匀性和稳定性。
2. 石墨烯/碳纳米管气凝胶-棉复合材料的制备：将制备好的石墨烯/碳纳米管气凝胶均匀涂覆在棉织物表面，然后进行干燥处理。
此过程中需确保气凝胶与棉织物之间的紧密结合，以实现良好的电磁屏蔽效果。
三、性能分析（一）电磁屏蔽性能本实验通过电磁屏蔽效能测试仪对复合材料的电磁屏蔽性能进行了测试。
实验结果表明，该复合材料具有良好的电磁屏蔽性能，可有效抑制电磁波的传播。
同时，其电磁屏蔽性能随石墨烯和碳纳米管含量的增加而提高。
（二）力学性能本实验通过拉伸测试和弯曲测试对复合材料的力学性能进行了评估。
实验结果表明，该复合材料具有优异的柔韧性和抗拉强度，可满足实际应用中的需求。
（三）其他性能此外，本实验还对复合材料的吸液性、耐洗性等性能进行了测试。
实验结果表明，该复合材料具有良好的吸液性和耐洗性，可保持较长时间的电磁屏蔽性能。
石墨烯论文
材料学文献检索与写作结课论文石墨烯的制备及潜在应用摘要：石墨烯具有独特的二维结构（由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子以 sp2杂化连接而成的单原子层组成）和优异的电学、光学、热学和机械性能，倍受科研机构的大力关注，并迅速成为材料、化学、物理和工程领域的热点研究课题。
这篇文章简述了石墨烯的基本性质；重点分析了制备石墨烯的几种不同方法，包括：机械剥离法、加热SiC法、石墨插层法、化学气相沉积法、溶剂热法等，并且评述了这几种方法的特点及存在的问题。
并阐述了其未来的发展前景。
关键词：石墨烯；石墨烯制备；综述；应用引言2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫等通过机械分离法首次成功制备了名为石墨烯(graphene)，它是以sp2 轨道杂化方式连接的C单原子按正六边形紧密排列成的蜂窝状的二维原子晶体结构。
图1为石墨烯的结构示意图。
他们的成果打破了在20世纪30年代，Peiers和Landau 认为由于热力学不稳定性而不可能存在这种二维晶体的传统理论。
石墨烯作为碳家族的成员，与零维富勒烯、一维碳纳米管以及三维石墨之间的关系如图2所示。
左侧为零维富勒烯(巴基球)、中间为将石墨烯卷起后成为碳纳米管、右边为石墨烯层的叠加成为三维石墨。
图1石墨烯的结构示意图图 2石墨烯与富勒烯、碳纳米管、石墨的关系图石墨烯独特的二维结构使得它具备了许多特性，石墨烯的理论比表面积高达2．6×103 m 2 /g，优异的导热性能 3×103 W/(m·K)，力学性能 1.06×103 GPa ，杨氏模量为 1.0 TPa。
在已知的材料中，石墨烯具有最高的强度 130 GPa，是钢的 100 多倍。
石墨烯具有稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性，室温下的电子迁移率高达 1.5×104 cm 2 /(V·s)，比目前使用的半导体材料锑化铟的最大迁移率高两倍，比商用硅片的最大迁移率高10倍。
石墨烯论文
石墨烯论文石墨烯研究进展综述摘要：石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。
因而吸引了物理、材料等其他领域科学家的高度关注。
本文介绍了近几年石墨烯的基本概念、特性、制备、发展前景和研究应用等方面。
关键字：石墨烯，特性，制备，发展前景，研究应用1.石墨烯的基本概念1.1 石墨烯的结构形态石墨烯是以sp2杂化的碳原子形成的蜂窝状的严格的单原子厚度的二维晶体，是迄今为止最薄的二维材料，其厚度仅为0.35nm，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，每个碳原子与相邻的碳原子形成三个键长为1.42A的б键，剩余一个电子排在与晶面垂直的p轨道，形成高度离域的π键，石墨烯优良的机械性能和导电性与这种价键是分不开的[1]。
石墨烯作为真正的一个原子厚的二维纳米材料可看作其他碳材料的基本组成单元，它可以包裹形成零维的富勒烯球体，卷起来形成一维的碳纳米管，或者紧密堆积形成三维的石墨[2]。
1.2 石墨烯的发现2004年，曼彻斯特大学海姆教授、诺沃谢洛夫博士和同事以微机械剥离法剥离层状石墨，发现了二维碳原子平面结构——石墨烯。
石墨烯的发现推翻了所谓“热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下自由存在”的原有认知，震撼了整个物理界。
因此其发现者安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃谢洛夫获得了2010年诺贝尔物理学奖。
1.3 石墨烯的种类石墨烯分为：单层石墨烯，氧化石墨烯和石墨烯微片。
2.石墨烯的特性2.1导电性石墨烯稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。
石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
2.2机械特性石墨烯集成电路石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
纳米材料论文—石墨烯
纳米科技前沿Page1of 18题目：纳米材料——石墨烯摘要随着纳米材料的快速发展，纳米材料有着众多优秀的理化性质，同时，还包括在应用领域优秀的应用性能，本文从纳米材料的基本性质出发，叙述纳米材料的特有性质，继而本文叙述了对于标志这纳米材料发展的有着重要意义的三种材料——富勒烯，碳纳米管，石墨烯。
而本文的核心是关于目前最具前景的纳米材料——石墨烯。
石墨烯是一种碳纳米二维材料，原子以sp2杂化轨道方式构成，平面像六角的蜂巢结构，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快，而全材料仅一个碳原子厚度，是全世界已知材料最薄的材料。
本文从石墨烯的发展历史出发，叙述石墨烯的优异理化性质，最后叙述石墨烯的不同制备方法以及该方法的优劣之处。
关键词：石墨烯理化性质制备方法AbstractWith the rapid development of nanomaterials, nanomaterials have many excellent physical and chemical properties, as well as excellent application properties in the field of application. Starting from the basic properties of nanomaterials, this paper describes the unique properties of nanomaterials, and then describes three kinds of materials which are of great significance to mark the development of nanomaterials: fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanotubes, Graphene. The core of this paper is about the most promising nano material graphene.Graphene is a kind of carbon nano two-dimensional material. The atoms are composed of SP2 hybrid orbitals. The plane is like a hexagonal honeycomb structure. The material is very firm and hard. At room temperature, the speed of electron transfer is faster than that of known conductors. The whole material is only one carbon atom thick, which is the thinnest known material in the world. Starting from the development history of graphene, this paper describes the excellent physical and chemical properties of graphene, and finally describes the different preparation methods of graphene and the advantages and disadvantages of this method.Key words: physical and chemical properties of graphene, preparation methods.目录1纳米材料概述 (4)1.1纳米材料 (4)1.2纳米材料的基本特性 (4)1.2.1 表面效应 (4)1.2.2 小尺寸效应 (4)1.2.3 磁学性质 (6)1.2.4 量子尺寸效应 (6)1.2.5 宏观量子隧道效应 (6)1.2.6 纳米材料奇特的物理性能 (7)1.3纳米材料的发展 (7)1.3.1 富勒烯 (7)1.3.2 碳纳米管 (9)1.3.3 石墨烯 (10)2石墨烯 (13)2.1石墨烯概述 (13)2.2石墨烯的性质 (13)2.2.1 结构性质 (13)2.2.2 电子性质 (14)2.2.3 其他性值 (16)2.3石墨烯的制备 (16)2.3.1 机械剥离法 (17)2.3.2 碳化硅表面外延生长法 (17)2.3.3 化学气相沉积法 (18)2.3.4 氧化石墨还原法 (18)3参考论文............................................................................................ 错误!未定义书签。
《粉体石墨烯对金属基复合材料微观结构和性能的影响研究》范文
《粉体石墨烯对金属基复合材料微观结构和性能的影响研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，因其独特的物理和化学性质，正逐渐成为复合材料领域的研究热点。
特别是粉体石墨烯与金属基复合材料的结合，不仅能够改善金属基体的性能，而且能增强材料的力学、热学、电学等多方面性能。
本篇论文旨在研究粉体石墨烯对金属基复合材料微观结构和性能的影响。
二、粉体石墨烯的特性和制备粉体石墨烯是一种具有高度二维结构的纳米材料，其碳原子以六边形环的形式排列成单层或几层结构。
它具有优异的导电性、导热性、机械强度和超大的比表面积等特性。
粉体石墨烯的制备方法主要包括化学气相沉积法、氧化还原法等。
其中，氧化还原法因操作简便、成本低廉等优点，在实验室和工业生产中得到了广泛应用。
三、粉体石墨烯对金属基复合材料的影响（一）微观结构的影响在金属基复合材料中加入粉体石墨烯，可以显著改变材料的微观结构。
石墨烯片层与金属基体之间形成良好的界面结合，能够有效地阻止金属基体的晶粒长大，细化晶粒，提高材料的致密度。
此外，石墨烯的加入还能在金属基体中形成三维网络结构，提高材料的韧性和抗疲劳性能。
（二）性能的影响1. 力学性能：粉体石墨烯的加入显著提高了金属基复合材料的力学性能。
由于石墨烯的强度高、韧性好，能够有效地传递和分散应力，从而提高材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等。
2. 热学性能：粉体石墨烯具有优异的导热性能，能够显著提高金属基复合材料的热导率。
此外，由于石墨烯的加入，材料的耐热性能也得到了提高。
3. 电学性能：粉体石墨烯的导电性能优异，与金属基体复合后，可以显著提高复合材料的电导率。
这使得金属基复合材料在电磁屏蔽、导电材料等领域具有广泛的应用前景。
四、实验方法与结果分析本研究采用不同的制备方法将粉体石墨烯引入金属基体中，然后通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段观察材料的微观结构，同时测试其力学、热学和电学性能。
石墨烯的研究
石墨烯的研究材料化学课程论文石墨烯的研究――材料化学课程论文石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，它可看作是构建其它维数碳质材料( 如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨) 的基本单元( Scheme 1) 。
石墨烯具有许多奇特而优异的性能: 如杨氏模量( 约1100 GPa) 、热导率( 约5000 J/( m・K・s) ) 、载流子迁移率( 2 × 105 cm2 /( V・s) )以及比表面积( 理论计算值2630 m2 /g) 等均比较高，还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和激子带隙等现象。
这些优异的性能和独特的纳米结构，使石墨烯成为近年来广泛关注的焦点。
最近, 在低填料性质上石墨烯一个惊人的进步使得石墨烯同时招致学界和业界的关注。
不同的有机聚合物已被用来制作石墨烯填充聚合物基纳米复合材料。
基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景。
本文将阐述石墨烯材料化学的最新研究进展，主要包括石墨烯的化学制备、表面修饰及基于石墨烯的复合材料。
在基于石墨烯的纳米复合材料方面，着重介绍了石墨烯与有机高聚物、无机纳米粒子以及其它碳基材料的复合物，同时展望了这些材料在相关领域中的应用前景1.引论在过去的20年里，纳米科技已经在各个领域兴起,在微型化领域纳米科技的重要性逐年增加，如计算机、传感器、生物医学和许多其他方面的应用。
这些学科的发展,在高密度工艺制造的能力在很大程度上取决于合成纳米粒子的各种材料、尺寸、形状,以及他们有效地组装成一个复杂的体系结构的实现。
目前,纳米材料具有巨大的应用范围是由他们的结构特点。
然而,材料科学家正在研究材料的理化性质,用改进后的支线更合适,在这一领域的奈米科学和技术。
在这方面,石墨烯的发现和石墨烯基聚合物纳米复合材料是对于纳米科技领域的一种重要的补充, 在现代科学技术上，扮演一个关键作用。
石墨烯纳米材料(论文)
《应用胶体化学》论文大作业——石墨烯纳米材料姓名：***学号：************年级：2009级2011-12-11摘要：石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它自 2004 年发现被以来，成为凝聚态物理与材料科学等领域的一个研究热点。
石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。
因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。
本文简要介绍了石墨烯的性能特点、制备方法，着重对石墨烯纳米复合材料进行了介绍，对石墨烯纳米材料的制备方法、理化性质、国内外研究进展、石墨烯纳米材料的优缺点及应用前景进行了详细介绍。
关键词：石墨烯纳米材料复合物特性制备应用目录引言 (4)一石墨烯纳米材料的理论与实际意义 (4)二石墨烯纳米材料的国内外研究现状及比较分析 (5)2.1 石墨烯纳米材料的国内外研究 (5)2.1.1 国外研究 (5)2.1.2 国内研究 (8)2.2 石墨烯纳米材料的国内外研究比较分析 (11)三文献中石墨烯纳米材料的研究方案 (11)3.1 聚乳酸/ 纳米羟基磷灰石/ 氧化石墨烯(PLA/n-HA/GO)纳米复合膜的制备及生物性 (11)3.1.1 实验试剂 (11)3.1.2 PLA/n-HA/GO纳米复合膜的制备 (11)3.2 石墨烯负载Pt催化剂的制备及催化氧还原性能[43] (12)3.2.1 试剂和仪器 (12)3.2.2 石墨烯负载Pt催化剂的制备 (12)3.3 石墨烯的制备和改性及其聚合物复合的研究进展[44] (12)3.3.1 石墨烯的制备 (12)3.3.2 制备聚合物基复合材料 (14)3.4 石墨烯/聚合物复合材料的研究进展[45] (14)3.4.1 石墨烯的制备 (14)3.4.2 石墨烯/聚合物复合材料的制备 (15)3.5 石墨烯的合成与应用[46] (16)3.5.1 微机械分离法（micromechanical cleavage） (16)3.5.2 取向附生法———晶膜生长（eqitaxial growth） (16)3.5.3 加热SiC的方法 (17)3.5.4 化学分散法 (17)四结合胶体理论与性质比较分析各种石墨烯纳米材料的优缺点 (17)4.1 石墨烯 (17)4.2 氧化石墨烯 (18)4.3 石墨烯/无机物纳米材料 (18)4.4 石墨烯/聚合物纳米材料 (18)五展望石墨烯纳米材料的应用前景 (18)参考文献 (20)引言石墨烯自2004年被发现以来，因其优异的电学、力学、热学、光学等性能，已经深深地影响了物理、化学和材料学领域，被广泛应用于复合材料、纳米电子器件、能量储存、生物医学和传感器等范围，表现出巨大的潜在应用前景。
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石墨烯研究进展雷洪（中国矿业大学化工学院江苏徐州 221116）摘要：石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，由于碳原子组成的特殊结构使得石墨烯拥有一系类特殊性能，包括特殊的导热性质，电学性质，力学性质等等。
特殊的性质使得石墨烯有在很多领域发展的潜力，因此引起了科学界的广泛关注，本文介绍了石墨烯的一些制备方法，性质和应用领域。
关键词：石墨烯制备方法特性应用领域Advances in graphene researchLEI hong(China University of Mining and technology，SCET Xuzhou Jiangsu 221116) Abstract：Graphene is a new material consisting of a single layer of carbon atoms sheet structure，Because of the special structure of carbon atoms makes graphene has a series of special class performance，Including special thermal properties，electrical properties and mechanical properties, etc. Special properties make graphene has the potential in many areas of development，so，it attracted wide attention in the scientific community. This article describes some of graphene preparation methods properties and applications.Keywords：graphene preparation methods properties application areas0引言自2004年Novoselov，K．S．等使用微机械剥离法从高定向热解石墨上剥离观测到石墨烯（Graphene）以来，碳元素同素异形体又增加了新的一员.随着2010年诺贝尔物理奖颁给英国曼彻斯特大学51岁的俄裔荷籍教授安德烈.海姆和曾是他的博士生36岁的俄裔英、俄双重国籍的教授康斯坦丁.诺沃肖洛夫之后，“石墨烯”这一专业名词突然进入人们的眼帘，其独特的性能和优良的性质引起了研究人员的极大关注，掀起了一波石墨烯的研究高潮。
碳原子呈六角形网状键合的材料“石墨烯”具有很多出色的电特性、热特性以及机械特性。
它在室温下的载流子迁移率高达20万cm2/Vs以上，远远超过了铜的导电性。
因此，石墨烯有望用于高速晶体管、触摸面板、太阳能电池的透明导电膜。
在目前可以制作的片状材料中，石墨烯的厚度最薄、因其由单个原子构成，所以比表面积也非常大.石墨烯还具有超过金刚石的强度、弹性模数和导热率，它的抗拉强度高达180GP，是钢强度的10倍。
如果没有缺陷的话，即便是单层石墨烯，也不会通过大于氦（He）原子的物质。
这些性质可以使石墨烯作为电池的电极材料、散热膜、MEMS传感器，或是理想的阻挡膜（Barrier Film）。
与其他材料相比，石墨烯还拥有许多极为特殊的性质。
例如，在室温下也可呈现量子霍尔效应；可实现名为“Klein Tunneling”的、透射率为100％的通道效应；电阻值为固定值而与距离无关的“弹道输运”（Ballistic Transport）的有效距离较长；按照由石墨烯上的自由电子来描述中微子的方程式（韦尔方程，Weyl Equation），石墨烯可以像质量为零的粒子一样运动；而且，石墨烯具有被称为“赝自旋（Pseudospin）”和“赝磁场”的、宛如存在电子自旋和磁场的特性；石墨烯还拥有负折射率，等等。
这些特性可以使石墨烯用于超高精度的气体传感器和应变传感器等，使得石墨烯的研究非常火热。
1石墨烯的结构石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。
石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构, 它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。
石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环, 是目前最理想的二维纳米材料.。
理想的石墨烯结构是平面六边形点阵，可以看作是一层被剥离的石墨分子，每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性。
二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。
2石墨烯的制备方法研究高效大模化制备大批量优质石墨烯是石墨烯材料应用的第一步，已成为当前研究的重点。
按照石墨烯的制备途径，可以将其制备方法分为两类：自上而下制备以及自下而上制备。
简单地说自上而下途径是从石墨中获得石墨烯，主要依靠物理过程来让石墨分层得到单层或多层的石墨烯。
自下而上途径是从碳化合物中断裂化学键从而生长出石墨烯的方法，主要依靠加热等手段使含碳化合物分解从而生长石墨烯。
2．1自上而下制备石墨烯途径自上而下途径是从石墨出发，用物理手段如机械力、超声波、热应力等破坏石墨层与层之间的范德华力来制备单层石墨的方法。
根据石墨处理方法的不同，又可细分为机械剥离法和化学插层法。
前者是直接使用机械方法将石墨分层来获得石墨烯的方法，这种方法是最初制备石墨烯的方法，这种方法生产的石墨烯质量高产量低，仅仅满足实验室研究的需要。
后者则是将石墨先用化学插层剂处理转换为容易分层的形式如石墨插层化合物，然后再对其处理来获得石墨烯。
化学插层法的原理是通过在石墨层与层之间插人一些分子、离子或者原子基团，从而加大石墨的层间距，削弱石墨层之间的范德华力，然后再剥离石墨层间化合物来制备石墨烯。
现在氧化石墨法是大规模合成石墨烯的战略起点，其原料来源广泛，处理过程简单，产量高，而制备的石墨烯也便于下一步的官能团化和化学改性，从而为功能化石墨烯复合材料的制备提供了可行性。
2.2自下而上制备石墨烯途径自下而上途径是从碳的化合物中出发，通过加热、电子轰击，微波等手段破坏含碳化合物的化学键，使碳原子在基底上生长石墨烯的方法。
根据原料及碳原子来源不同，又可以将其分为：加热SiC法和化学气相沉积生长法(CVD)。
加热SiC的方法一般是将将经过表面处理的单晶SiC 晶体置于高真空条件下，通过高温或者电子轰击的方法使硅原子升华，从而生成单层／少数层石墨烯片层。
这种方法产量较低，成本高，还需要进一步研究。
化学气相沉积法(CVD)是工业化大规模制备半导体薄膜材料的方法，是另一条规模化制备石墨烯的路线。
CVD法是将碳源气（如甲烷）体通入反应器，在催化剂（如Li，Cu,Co及铂系金属）的作用下直接在基底上生成石墨烯。
这种方法可以得到质量高，面积大，层数为单层或者少层的石墨烯，碳源气体，催化剂选择，反应条件的控制是得到优良石墨烯的必要条件，科学工作者正在做各种研究。
3石墨烯热性质研究石墨烯是一种稳定材料. 在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。
所以，它的发现立即震撼了凝聚态物理界。
虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在, 但是单层石墨烯在实验中被制备出来，这归结于石墨烯在纳米级别上的微观扭曲。
在固体材料中，热的传导以声频声子（离子核在晶格中的震动）和电子为载体， K = Kp+ Ke，其中Kp和Ke分别是声子和电子的贡献.在金属中Ke占主导地位，因为自由电子的浓度高。
纯铜作为一种最好的金属导热体，室温下K≈ 400 W·m-1·K−1，Kp对总K的贡献仅限于1-2%。
根据威德曼 - 弗兰兹定律，Ke可以通过测量导电率（σ）确定： Ke/ （σT ） =π2kB2/（3e2）。
其中kB为玻尔兹曼常数，e为单电子电荷。
石墨烯的热传导一般以声子为主，即使是具有类金属性质的石墨也是如此。
石墨烯的热传导特性赋予了它独特的热传导特点，也显示了它很可能在更多领域有突出表现的潜力。
加州大学的研究人员利用共焦显微拉曼光谱中G峰频率与激光能量的对应关系，测得硅/二氧化硅基板上的单层石墨烯的室温热导率。
该热导率在(4.84±0.44)×103到(5.30±0.48)×103W·m-1·K-1范围内，并且单独测量了石墨烯G峰的温度系数。
该实验所得石墨烯的热导率与单壁碳纳米管，多壁碳纳米管相比有明显提高，这也表明石墨烯作为良好导热材料具有巨大潜力。
热转移已经成为电子产业发展的关键问题，热传导在低维结构中显示出了极其有趣的特点。
让石墨烯为主导的二维炭材料在导热方面显示出突出的特性，在现在高科技领域展现出独特的优势。
因为电子行业功耗的提高，散色已经成为影响其发展的关键问题。
探索导热性良好的材料已成为设计下一代集成电路和3D电子的关键问题，在光电子和声子器件中也遇到了类似的热学问题。
4石墨烯电性质研究石墨烯独特的电子结构决定了它拥有优异的电学性能，石墨烯中的电子是没有质量的，以衡定的速率移动。
组成石墨烯的每个晶胞由两个原子组成，产生两个锥顶点K和K0，相对应的每个布里渊区均有能带交叉的发生，在这些交叉点附近，电子能E取决于波矢量。
单层石墨烯的电荷输运可以模仿无质量的相对论性粒子，其蜂窝状结构可以用2+1维的迪拉克方程描述。
此外石墨烯是零带隙半导体，具有独特的载流子特性，并具有特殊的线性光谱特征，故单层石墨烯被认为其电子结构与传统的金属和半导体不同，表现出非约束抛物线电子式分散关系。
单层石墨烯表现出双极性电场效应，例如电荷可以在电子和空穴间连续调谐，所以在施加门电压下室温电子迁移率达到10000cm2V-1s-1，表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性(300K下可达0.3μm)，且受温度和掺杂效应的影响很小。
Novoselov等人观察到石墨烯在低温下的半整数量子霍尔相应，并通过石墨烯中的迪拉克点表现出非中断等距阶梯。
石墨烯特有的能带结构使空穴和电子相互分离，导致不规则量子霍尔效应的产生。
利用单层石墨烯特有的电性能，由其所构成的微米级的传感器可以探测出NH3，CO，H2O及NO2在石墨烯表面的吸附。
此外，Tombros等人研究了微米级下石墨烯中电子自旋和拉莫尔旋进，清楚观察到电子的两级自旋信号，并且自旋弛豫长度不依赖于电流密度。
Heersehe等人在石墨烯上连接两个电极，观察到有超电流经过，证明了石墨烯具有超导特性。