综述石墨烯的制备与应用
石墨烯材料的制备和应用
石墨烯材料的制备和应用石墨烯是由碳原子构成的单层蜂窝状结构材料，拥有极强的导电、导热、机械强度和化学稳定性等优良特性，具有广泛的应用前景。
本文将介绍石墨烯的制备和应用领域。
一、石墨烯的制备方法1.机械剥离法石墨烯最早的制备方法之一是机械剥离法。
该方法利用粘性较小的胶带或者放电石墨杆等将石墨中的石墨烯层分离，再用显微镜或者扫描电镜进行观察和鉴定。
这种方法制备出的石墨烯材料不仅成本较低，而且结构较为单一。
但是，其缺点也很明显：不适用于大批量生产，且对石墨质量要求极高，生产效率很低。
2.氧化-还原法除了机械剥离法外，氧化-还原法也是石墨烯的常用制备方法。
其步骤为，对石墨进行高温氧化处理，得到氧化石墨，然后通过还原反应将其还原得到石墨烯。
这种制备方法简单易行，对石墨原料的要求较低且可大规模生产。
但是生产出的石墨烯含杂质较多，且其质量受到还原反应条件的限制。
3.化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）用热解的气相碳源沉积在晶种上。
CVD法是石墨烯的高规模生产的主要方法，制备的石墨烯为多晶性，但石墨烯的芯片可达到厘米级别，还可以控制其厚度，并且产生的杂质很少。
此法需要高昂的设备和高温高压等极其苛刻的条件来实现，且实验步骤复杂，但是，这种方法却可以获得高纯石墨烯。
二、石墨烯的应用领域1.电子学领域石墨烯由于其优良的电导性、透明度和受限于电子的高度可调制性，是构筑微型电路和其他电子元件的理想选择。
在电子领域，石墨烯的应用将涉及到传感器、场效应晶体管以及集成电路等领域。
石墨烯电极也用于生产锂离子电池、电容器和柔性电路板等方面，有较好的应用前景。
2.生物医学领域石墨烯的高比表面积、良好的生物相容性和其他特殊的物理和化学性质在生物医学等领域中也具有巨大的潜力。
石墨烯可以用于生物传感器、分子探针、药物释放器及其它医疗器械等等。
例如，在药物释放器方面，石墨烯可以帮助精准释放药物、降低药物剂量、减轻药物不良反应、延长药物释放周期等。
石墨烯的制备技术及其应用
石墨烯的制备技术及其应用第一章石墨烯的简介石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维晶体材料，其非常薄且具有出色的电子、光学、力学等性能。
石墨烯最初被制备出来是通过机械剥离的方法，该方法通常利用胶带将石墨材料持续剥离，最终得到单层结构。
这种方法虽然简单但效率低下，难以在大规模制造中应用。
因此，发展一种高效制备石墨烯的技术是极其必要的。
第二章石墨烯的制备技术2.1 化学气相沉积法 (CVD)CVD是制备石墨烯的一种常用方法，其原理是在金属催化剂表面，将碳源分解成一层石墨烯。
这种方法优点是可以制备大面积的单层石墨烯，且制备过程中控制参数较为灵活，但由于需要使用高温等条件，对设备、条件等要求较高。
2.2 溶剂剥离法溶剂剥离法的原理是将石墨氧化物转变为石墨烯，然后使用溶剂剔除无用部分。
此方法虽然容易实施，但也较为依赖原料质量和过程参数控制。
2.3 机械剥离法机械剥离法是一种传统的石墨烯制备方法。
通过使用胶带将石墨材料持续剥离，最终得到单层结构。
这种方法虽然简单但效率低下，难以在大规模制造中应用。
第三章石墨烯的应用3.1 电子学由于石墨烯的独特电学特性，其在电子学领域的应用非常广泛。
例如，石墨烯可以被用作场效晶体管( FET)、场发射器( FE)、无源电路的元件等等。
3.2 生物学由于石墨烯材料的生物相容性和阻抗特性较低，石墨烯在生物学领域得到广泛应用。
例如，石墨烯可以用于生物传感器系统、药物释放工具等。
3.3 透明电极石墨烯可以用于制备透明电极，其具有良好的导电性和透明性。
透明电极的应用包括液晶显示器、有机太阳能电池、OLED等。
第四章结论石墨烯由于其出色的电学、力学、光学等性质已经成为材料科学、物理学和化学领域的研究热点之一。
目前，国内外对石墨烯制备技术和其应用的研究也越来越广泛深入。
未来，石墨烯将会在电子学、生物学、光电子学领域等得到更广泛的应用。
石墨烯的制备和应用发展
石墨烯的制备和应用发展石墨烯是由碳原子组成的一种单层厚度的薄膜，它的特殊结构使其具有诸多优异的性质和应用前景。
近年来，石墨烯制备技术的发展和其应用领域的不断拓宽，使得它成为了材料科学研究、新材料开发和应用领域内一个备受瞩目的话题。
一、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最原始的方法，通过利用胶带或粘性物质把石墨材料逐层剥离，最终得到单层厚度的石墨烯。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将气态前驱物在高温下分解成石墨烯的方法。
一般采用的前驱物为甲苯和丙烯等有机物，将其在高温下通过化学反应转化为石墨烯。
3. 热还原法热还原法是通过加热草酸钴或草酸铜等金属盐，使其在高温区域内还原并生成石墨烯。
4. 其他方法还有其他一些制备石墨烯的方法，如化学氧化还原法、电化学剥离法等。
这些方法都有其独特的优缺点，可以根据应用的需要进行选择。
二、石墨烯的应用发展1. 电子器件领域石墨烯具有高电导率、高透明度和优异的热稳定性等特点，因此被广泛应用于电子器件领域。
例如，用石墨烯作为透明电极可以显著提高光电器件的性能。
2. 能源领域由于石墨烯的高电导率和良好导热性，使它成为了一种理想的电极材料。
将石墨烯应用于电池、太阳能电池等领域，可以提高其转化效率和储存能力。
3. 生物医学领域石墨烯具有高生物相容性和表面活性，可以作为一种有前途的生物医学材料。
例如，利用石墨烯的优异光学性质可以制备荧光探针，用于生物诊断和细胞成像。
4. 其他领域除了以上领域，石墨烯的应用还涉及到材料科学的各个领域。
例如，用石墨烯增强材料可以制备高强度的轻型材料；用石墨烯作为气体分离膜可以实现高效的气体分离等。
总之，石墨烯是一个非常有前途的材料，可以用于各种不同的领域和应用场景。
虽然石墨烯的制备方法还存在一些问题，但随着研究的深入和技术的发展，相信石墨烯的制备方法和应用前景还有很大的发展空间。
石墨烯的制备方法及发展应用概述
石墨烯的制备方法及发展应用概述一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，便以其独特的物理和化学性质，引发了全球范围内的研究热潮。
本文旨在全面概述石墨烯的制备方法，以及其在各个领域的发展应用。
我们将介绍石墨烯的基本结构和性质，为后续的制备方法和应用探讨提供理论基础。
接着，我们将重点阐述石墨烯的几种主要制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等，并分析各方法的优缺点。
随后，我们将深入探讨石墨烯在能源、电子、生物医学等领域的应用现状和发展前景。
我们将对石墨烯的未来研究方向进行展望，以期为其在实际应用中的进一步推广提供参考。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，每一种方法都有其独特的优缺点和适用范围。
目前，石墨烯的主要制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、氧化还原法、碳化硅外延生长法以及液相剥离法等。
机械剥离法：这是最早用于制备石墨烯的方法，由英国科学家Geim和Novoselov在2004年首次报道。
他们使用胶带反复剥离石墨片，最终得到了单层石墨烯。
这种方法虽然简单，但产量极低，且无法控制石墨烯的尺寸和形状，因此只适用于实验室研究，不适用于大规模生产。
化学气相沉积法（CVD）：CVD法是目前工业上大规模制备石墨烯最常用的方法。
它通过高温下含碳气体在催化剂表面分解生成石墨烯。
这种方法可以制备出大面积、高质量的石墨烯，且生产效率高，成本低，因此被广泛应用于石墨烯的商业化生产。
氧化还原法：这种方法首先通过化学方法将石墨氧化成石墨氧化物，然后通过还原反应将石墨氧化物还原成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯往往含有较多的缺陷和杂质，但其制备过程相对简单，成本较低，因此也被广泛用于石墨烯的大规模制备。
碳化硅外延生长法：这种方法通过在高温和超真空环境下加热碳化硅单晶，使硅原子从碳化硅表面升华，剩余的碳原子重组形成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯质量高，但设备成本高，制备过程复杂，限制了其在大规模生产中的应用。
石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用
石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用石墨烯为当前已知最薄且最坚硬的碳质材料，几乎为全透明物质，仅吸收2.3%的光，属于透明良好导体，故极具应用前景。
目前，该材料在制备及应用方面已日渐多元化与功能化，因此，对石墨烯的制备、功能化与化学应用加以探讨极为必要。
标签：石墨烯；制备；功能化；化学应用0 引言石墨烯属单层片状二维材料，由碳原子构成、以SP2杂化轨道所构成的呈蜂巢晶格六角型的平面薄膜[1]。
石墨烯由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃消格夫于2004年从试验中首次成功分离，至此该材料的单独存在得以证实。
二维石墨烯、一维碳纳米管、零维富勒烯三者共同构成碳纳米材料的家族骨干，且三者之间形式上可进行转化。
石墨烯其独特结构与优异性能使其应用前景极为广阔。
因此，对其制备方法、功能化技术及其在化学应用加以分析意义重大。
1 石墨烯的制备分析目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、电化学法等，具体如下所述。
1.1 化学气相沉积法（CVD）所谓CVD法，指的是反应物质于气态条件下产生化学反应，进而在加热固态基体表生成固态物质，从而实现固体材料的制成的工艺技术[2]。
目前，以CVD 法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中，通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面，进而形成石墨烯，再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离，从而获得石墨烯薄膜。
该薄膜处于透光率为80%的状态下时其导电率便高达1.1×106S/m。
通过CVD法可制备出大面积高质量石墨烯，但单晶镍价格则过于昂贵，该方法可满足高质量、规模化石墨烯的制备要求，但工艺复杂，成本高，使得该方法的广泛应用受到限制。
1.2 溶剂剥离法该方法通过将少量石墨散于溶剂中，配制成低浓度分散液，而后使用超声波破坏石墨层间存在的范德华力，经过上述操作溶剂便可成功插入石墨层并进行逐层剥离，至此石墨烯制备完成。
功能化石墨烯的制备及应用
功能化石墨烯的制备及应用石墨烯是一种由碳原子组成的一层厚的二维结构材料，具有高导电性、高导热性、超高比表面积、良好的机械性能和化学稳定性等优异特性，因而成为材料领域研究的热点和前沿。
为了实现石墨烯的工业化应用，需要针对其性质进行各种功能化修饰。
因此，本文将着重讨论以石墨烯为原材料的功能化修饰技术和应用。
一、石墨烯的制备技术石墨烯的制备技术可以分为机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法、物理气相沉积法和氧化石墨烯还原法等多种方法，其中机械剥离法和化学气相沉积法的应用最为广泛。
机械剥离法是将石墨材料通过力学剥离的方式制备石墨烯。
这种方法成本低廉，制备出的石墨烯品质较好，但是缺点也很明显，即杂质杂质多，生产成本高。
化学气相沉积法是利用金属或者金属化合物的催化作用，在高温的条件下将碳源分子分解产生石墨烯。
这种方法制备的石墨烯质量较好，生产效率也比较高，但是都要在特定高温高压及真空的条件下进行，对设备和技术要求较高。
二、石墨烯的功能化修饰技术石墨烯的功能化修饰主要是指针对石墨烯表面进行不同的化学修饰，以改变石墨烯的物理、化学性质。
主要包括氧化、还原、功能化、掺杂等多种方法。
1. 氧化石墨烯：将石墨烯表面的碳与氧作用结合，形成氧化石墨烯。
石墨烯的氧化可以在其表面形成和羟基、羧基、酮基等官能团，可以提高石墨烯与其他化学物质的响应性，也降低了其电导率。
氧化石墨烯的制备简单，但是对于石墨烯的电导性能和结构有一定的影响。
2. 还原石墨烯：将氧化石墨烯进行还原，可以恢复石墨烯的电学性质。
还原石墨烯还可以在石墨烯表面引入被还原的杂原子，进而实现对石墨烯各种性质的修饰。
3. 功能化石墨烯：通过引入不同的官能团和分子可以实现石墨烯的功能化。
功能化的目的是在石墨烯的表表面引入各种化学结构，改变石墨烯的性质，如增强机械性能、改变热学性质等。
常用官能团有COOH、OH、NH2等。
4. 掺杂石墨烯：通过引入异型原子或者化合物到石墨烯中实现对石墨烯的掺杂修饰，进而改变其电学性质、光学性质、磁学性质等。
石墨烯的制备及其应用综述
石墨烯的制备及其应用摘要石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料, 其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质. 过去几年中, 石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点. 在石墨烯的研究和应用中, 为了充分发挥其优良性质, 并改善其成型加工性(如分散性和溶解性等), 必须对石墨烯进行功能化, 研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作. 但是, 关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段, 对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识. 如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战. 本文重点阐述了石墨烯的制备及其的最新进展, 并对功能化石墨烯的应用作了介绍，最后对相关领域的发展趋势作了展望。
关键词：石墨烯；石墨烯氧化物；量子霍耳效应；量子电导率；功率密度；电极材料；目录目录摘要 (I)目录 ........................................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 石墨烯的结构和性质 (3)2.1 石墨烯的结构 (3)2.2 石墨烯的性质 (4)3 石墨烯的合成方法 (5)3.1 微机械分离法 (5)3.2 取向附生法 (5)3.3 加热SiC的方法 (5)3.4 化学分散法 (5)4 石墨烯的应用前景 (6)4.1 石墨烯在纳电子器件方面的应用 (6)4.2 未来的计算机芯片材料：石墨烯取代硅 (6)4.3 高电子迁移率可用于制造最快的碳晶体管 (6)5 结语 (7)参考文献 (7)1 绪论1 绪论1.1引言石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。
是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料[1]。
石墨烯材料的制备与应用
石墨烯材料的制备与应用石墨烯是一种具有非常优异物理、化学和电学性质的二维材料，因其极高的导电性、导热性、透明性等性质，被广泛认为是革命性的新材料，具有广泛的研究和应用前景。
本文将介绍石墨烯材料的制备方法和一些重要的应用领域。
1. 石墨烯的制备方法石墨烯最早是通过一种叫做“机械剥离法”的方法被制备出来的。
这种方法就是通过用胶带多次在石墨表面撕扯来制备出单层厚度的石墨烯，但该方法存在盈亏不平衡、样品品质不稳定等问题，因此被较早的大规模制备方法所替代。
化学气相沉积法和化学气相还原法是两种常用的石墨烯制备方法。
化学气相沉积法是通过在金属衬底上沉积碳化物来制备石墨烯。
首先，在金属表面上沉积一层碳源，如甲烷、乙烯等，然后通过高温热解将碳源转化为石墨烯。
化学气相还原法是通过将氧化石墨烯置于高温还原气氛中来还原石墨烯，这种方法以得到高质量、可控性强的石墨烯为优点。
除此之外，还有一些其他的制备方法，如去氧化副反应法、水热法、化学还原法等，这些方法每种有各自的特点和适用范围。
2. 石墨烯的应用领域2.1 电子学由于石墨烯极高的导电性，在电子学领域中具有很大的潜力，如电子器件、传感器等。
石墨烯晶体管的出现，使得晶体管的性能有了极大提升。
除此之外，石墨烯应用于传感器领域，能够制造出高灵敏度、低功耗、高品质的传感器。
2.2 材料学石墨烯能够通过不同的方法来制备出具有不同性质的石墨烯复合材料，在材料学领域中得到了广泛应用。
例如，石墨烯复合材料可以用于强化和耐高温塑料、聚合物和纳米复合材料。
2.3 能源转换与储存由于石墨烯极高的导电性和导热性，被广泛应用于能源转化和储存。
石墨烯作为一种电极材料，可用于制备出高效、高性能的储能器。
石墨烯复合材料可用于制备高效的太阳能电池、储氢技术等。
2.4 生物技术石墨烯在生物技术领域的应用也受到越来越多研究者的关注。
石墨烯具有与生命体系相容性好、氧气透过性高、光透明性等优良性能，这些特点可以用于生物传感的制备和生物医学领域中的仿生材料研究。
石墨烯的制备技术与应用研究
石墨烯的制备技术与应用研究石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构材料，具有高导热、高导电、高韧性等特点，是目前研究最为热门的材料之一。
随着石墨烯技术的不断发展与完善，石墨烯的应用范围也在不断扩大。
本文将从石墨烯的制备技术入手，探讨石墨烯的应用研究现状及未来发展方向。
一、石墨烯的制备技术石墨烯的制备技术主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等。
其中，机械剥离法是最早被发现的制备石墨烯的方法，通过机械力对石墨的层层剥离，最终得到单层石墨烯。
该方法制备的石墨烯单层结构完整，但缺点是制备效率低、成本高、难以规模化生产。
化学气相沉积法是目前应用最广泛的制备方法之一，其通过将气态碳源沉积到基底表面，控制压力、温度、流量等参数，生成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯单层结构完整，且易于规模化生产，但会因为其制备条件较为苛刻而导致成本较高。
化学还原法则是使用还原剂将氧化石墨烯还原为石墨烯，该方法制备简单、成本低、易于操作，但对石墨烯单层结构的完整性会有一定的影响。
二、石墨烯的应用研究现状（一）电子学和光电学领域石墨烯的高导电性和高透射率使得它在电子学和光电学领域得到广泛的研究和应用。
石墨烯的电子传导性能极好，使其成为半导体器件、纳米电阻材料、传感器和磁性材料的理想候选材料。
石墨烯薄膜也被应用于有机光电器件、太阳能电池和光伏器件的制造中。
（二）生物医学领域石墨烯在生物医学领域也被广泛研究，可用于抗菌药物、药物输送、生物成像和细胞培养等领域。
具体来说，石墨烯具有良好的生物相容性和低毒性，因此可用于制造高效的抗菌药物和药物输送系统。
同时，石墨烯的热强性和高导电性还使其成为生物成像的重要候选材料。
石墨烯的光吸收能力可用于制造高效的光热治疗器，并有助于癌症等疾病的治疗。
（三）能源存储和转换领域石墨烯的高比表面积、高导电性和可撑起高压都是其在能源存储和转换领域的研究应用的优点。
石墨烯可制造柔性电池、超级电容器、锂离子电池等，也可用作太阳能电池的透明电极材料。
石墨烯材料的制备及其应用
石墨烯材料的制备及其应用石墨烯，是一种由碳原子构成的二维晶体，其具有出色的导电性、导热性和强度，被认为是21世纪的材料之王。
石墨烯的发现和研究是2010年诺贝尔物理学奖的获奖原因之一。
在本文中，我们将探讨石墨烯材料的制备和应用。
制备石墨烯石墨烯可以通过多种方法制备，其中化学气相沉积法、机械剥离法和化学还原法是最为常用的三种方法。
化学气相沉积法是一种利用化学气相沉积机在金属衬底上生长石墨烯的方法。
通过将甲烷和氢气在高温下加热，产生石墨烯薄膜。
化学气相沉积法可以制备大尺寸、高质量的石墨烯，但需要高昂的设备费用和专业技能。
机械剥离法是一种通过机械剥离石墨片制备石墨烯的方法。
在机械剥离法中，使用粘性胶带或银箔轻轻压在石墨片上，然后快速剥离，使石墨片分离成极薄的石墨烯层。
机械剥离法成本低廉，但石墨烯的产量较低，难以实现大规模生产。
化学还原法是一种通过氧化石墨片并还原成石墨烯的方法。
在化学还原法中，石墨片被浸泡在特定化学溶剂中，与还原剂反应后，石墨片被氧化并形成氧化石墨烯，再经过还原反应，一层薄薄的石墨烯膜形成。
化学还原法比机械剥离法更适合大规模生产。
石墨烯应用由于石墨烯的特殊性质，它具有广泛的应用前景。
电子学应用：石墨烯具有优异的电导率和透明度，使其成为电子学领域的有力竞争者。
石墨烯被广泛应用于制造超薄晶体管、透明电极和传感器等电子设备。
储能应用：石墨烯具有高比表面积和出色的导电性，能够提高储能器件的电容和电极响应速度。
石墨烯被应用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等领域。
生命科学应用: 石墨烯也被用于制备基于生物体分子的传感器。
细胞培养基、分子探测器和药物递送系统等被认为是石墨烯的潜在应用领域。
环境应用：由于石墨烯具有出色的吸附性和可分离性，使其在环境净化领域具有广泛应用。
石墨烯在去除水中的有机物、重金属和放射性物质具有良好的应用前景。
总结石墨烯作为一种具有出色性质的新材料，具有广泛的应用前景。
它的制备过程和应用领域也在不断地发展和拓展。
当代稀有金属石墨烯的制备及其应用
当代稀有金属石墨烯的制备及其应用近年来，一种非常神奇的物质——石墨烯（graphene）备受瞩目，它的发现不仅在学术界引起了轰动，也成为了商业领域趋之若鹜的新兴产业。
石墨烯是一种最基本的二维材料，由单层喜割出来的石墨片组成，具有很高的导电性、导热性和机械性能等特性，在炭素材料中被称为“第二个全新的物质”。
本文将介绍石墨烯的制备以及部分应用领域。
一、石墨烯的制备1.机械剥离法机械剥离法又被称为简单机械剥离法，是指用机械方法去除微观层的方法，算是最初的石墨烯制备方法，实验时用胶带在石墨上粘撕为一层的石墨，重复此流程可以得到多层、双层或单层石墨烯材料。
这种方法虽然比较简单，但是制备效率低，成本较高，不适用于大规模制备。
2.化学气相沉积法化学气相沉积法（chemical vapor deposition, CVD）是指通过将热解的气体在衬底上析出石墨烯。
这种方法原理简单、稳定性好、成本低，是大规模制备单层石墨烯的最主要方法。
但是，这种方法涉及到气体的控制和沉积工艺的控制，容易受到各种因素的影响，需要在工艺控制方面投入大量精力。
3.氧化物还原法氧化物还原法是指利用氧化物还原石墨烯的方法，一般包括以下步骤：首先在石墨材料表面涂覆一层氧化物，并在合适的温度下热处理，然后将样品浸泡在相对应的还原剂中，再次热处理，就可以析出石墨烯材料。
不同的还原剂会使得石墨烯具有不同的性质，例如通过氢气还原可以得到具有高电导性的石墨烯。
4.化学还原剥离法化学还原剥离法是指将石墨烯氧化获得氧化石墨烯，然后通过还原剂还原氧化石墨烯来得到石墨烯。
这种方法制备的石墨烯具有较高的导电性和导热性，但是难以得到单层的石墨烯。
二、石墨烯的应用由于石墨烯的特殊性质，它的应用领域非常广泛，以下是其中的部分应用领域：1.新型混凝土目前，我国建设过程中对普通混凝土强度的要求越来越高，但是混凝土使用的传统材料（如粉煤灰、矿渣等）和添加剂（如超塑化剂、减水剂等）也受到一定的限制。
石墨烯材料的合成及其应用
石墨烯材料的合成及其应用石墨烯是指由碳原子构成的类似蜂窝状的平面结构，其层数只有单层。
石墨烯的出现给科学界带来了巨大的惊喜，因为其在物理学、化学、生物医药等领域都有着广泛的应用。
一、石墨烯的合成
石墨烯的合成方法非常多样，其中最简单的是机械剥离法。
这种方法指的是将石墨块放在一块胶带上，再用另一块胶带贴在其上，然后剥离，多次重复这个过程，最终就可以得到单层的石墨烯。
而其他的制备方法则是通过化学气相沉积(CVD)，纳米板立法等方式制备。
其中，CVD方法可以获得更高质量的石墨烯，但需要更高的温度和气体流量。
二、石墨烯的应用
1.电子学领域
石墨烯是一种非常优秀的材料，可以用来制造电子器件，比如晶体管和开关等。
因为它是一种具有非常高导电性和极强机械强度的材料，可以轻松地操作电子信号并且大大增强电子流量。
2.能源领域
石墨烯可以用作电池材料，该材料的电化学性质可以获得非常好的电能转化效率。
此外，利用其应用于太阳能电池、燃料电池等领域，可以进一步提高能量转换率。
3.生物医学领域
由于石墨烯非常柔韧并且具有高比表面积，可应用于生物医药领域。
与生物体相互作用时，可以用于提高生物传感器的检测灵敏度，增强药物的渗透能力等。
4.材料科学领域
石墨烯具有极强的耐高温和耐腐蚀性，因此可以用于制备高性能复合材料，以及航空航天、汽车等领域的强度部件。
总之，石墨烯的出现给未来的科学技术发展带来了重大的促进作用，其在各领域的应用前景非常广阔。
石墨烯的大量生产和应用仍需我们进一步的研究和探索，以实现其可持续发展以及不断完善其万能性。
化学石墨烯的制备与应用
化学石墨烯的制备与应用石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有极高的导电性、强度和柔韧性，因此被广泛研究和应用于电子学、光电学、热电学、生物医学等领域。
然而，石墨烯的高制备成本和低稳定性一直是限制其应用的主要因素。
为了克服这些限制，化学石墨烯的制备成为了一个研究热点。
一、化学石墨烯的制备方法化学石墨烯的制备方法主要包括化学气相沉积法、还原氧化石墨烯、化学剥离法和化学合成法等。
其中，化学气相沉积法和还原氧化石墨烯法是最常用和最成熟的制备方法。
化学气相沉积法是一种在高温下通过气相反应制备石墨烯的方法。
它的基本原理是将碳源气体（如甲烷、乙烯等）在高温下分解生成碳原子，然后在金属催化剂表面形成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯晶粒大、薄度均匀、质量较高，但是成本较高，而且需要高温高真空等条件，不太适用于大规模生产。
还原氧化石墨烯法是一种通过化学还原的方法制备石墨烯的方法。
它的基本原理是先将石墨烯氧化成氧化石墨烯，然后再将氧化石墨烯还原成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯成本相对较低，而且可以在室温下进行，比较适用于大规模生产。
但是，还原氧化石墨烯法制备的石墨烯晶粒大小难以控制，且还原过程中可能会引入杂质。
化学剥离法是一种通过化学方法将厚度大于单层的石墨烯剥离成单层石墨烯的方法。
它的基本原理是将石墨烯沉积在基底上，然后利用一些化学剂或气体，将石墨烯逐层剥离，直到剥离成单层石墨烯。
这种方法可以制备大面积的单层石墨烯，但是成本较高，而且制备过程比较复杂，需要精密的制备设备和条件。
化学合成法是一种在溶液中利用化学反应制备石墨烯的方法。
它的基本原理是将某种有机化合物在溶液中还原成石墨烯。
这种方法可以在室温下进行，而且制备过程简单，但是其制备的石墨烯质量较低，多为多层石墨烯和杂质。
二、化学石墨烯的应用领域化学石墨烯由于其独特的结构和性质，在众多领域都有着广泛的应用，下面介绍一些主要的应用领域。
1、电子学应用石墨烯具有很高的电导率和载流子迁移率，被认为是新一代电子学器件的候选材料之一。
新型材料——石墨烯的制备与应用
新型材料——石墨烯的制备与应用石墨烯，被誉为21世纪最具潜力的材料之一，因其出色的导电、导热、强度和透明性等特性而备受瞩目。
虽然石墨烯在理论上已存在多年，但是其制备一度困难，直到2004年由英国的“材料魔术师”安德鲁·盖曼和谢泼德·诺沃斯尔发现氧化石墨烯原料可以通过机械剥离法制备出石墨烯之后，本材料才被广泛研究并被视作高科技产业的希望之星。
1. 石墨烯的制备方法目前，石墨烯的制备方法主要有两种：机械剥离法和化学还原法。
机械剥离法的原理就是使用黏性高的胶带剥离石墨烯原料，通过多次层层剥离，最终成功制备出单层石墨烯。
这种方法虽然简单易行，但是制备时间长，产量低，且不适用于大规模制备。
化学还原法则是通过还原氧化石墨烯的方法制备石墨烯。
这种方法虽然可以批量制备，但是由于使用化学方法，石墨烯掺杂物多，容易出现存储性能差的情况，影响其在电子行业中的应用。
2. 石墨烯的应用领域随着石墨烯材料的问世和研究，其应用领域也越来越广泛。
目前，石墨烯已经在电子、能源、生物医学、材料再生等领域得到了应用，以下是一些典型的应用案例。
* 电子领域：由于石墨烯的导电性能极好，所以可以应用于电路布线中，从而可以生产出更快的电子设备。
* 能源领域：石墨烯的导电性也使得其可以应用于太阳能电池，帮助提高光电转化效率。
* 生物医学领域：石墨烯材料可以用于制造高效的生物传感器，这种传感器可以检测人体分泌物中的生物分子，并能够快速地准确诊断出疾病。
* 材料再生领域：通过石墨烯薄膜的使用，可以制造出高效的水过滤器，将原本被排放的污水转变为可再利用的水资源。
3. Chiral图石墨烯近年来，石墨烯和镁铝层状双氢氧化物复合物(Mg-Al LDHs)的复合应用备受关注。
因为两种材料的结合会产生更强大的力学性能，并在强吸附、催化和电性能方面表现出更好的性能。
一项最新研究表明，石墨烯和Mg-Al LDHs的结合可以形成一种称为Chiral图石墨烯的材料。
石墨烯材料的合成及其应用
石墨烯材料的合成及其应用近年来，石墨烯作为一种新型的二维材料，备受瞩目。
它具备很多优异的物理和化学性质，如极高的导电性、导热性、机械强度、化学稳定性等。
因此，石墨烯有着潜在的广泛应用前景，可以用于电子、光电、储能等领域。
本文将重点探讨石墨烯材料的合成及其应用。
一、石墨烯的合成方法目前石墨烯的合成方法主要有化学气相沉积法、化学还原法、机械剥离法等。
这些方法各有特点，下面将分别介绍。
1. 化学气相沉积法化学气相沉积法即CVD法，它是通过在高温和高压下，在基底上化学反应合成石墨烯。
首先，在石墨或金属基底表面增加一层碳源，然后用热压钨丝将氢气和甲烷混合，通过气相沉积反应，将碳源在高温和高压下转化为石墨烯。
该方法具备成本低、重复性好的优点，因此成为了当前主流的石墨烯合成方法之一。
2. 化学还原法化学还原法属于一种自下而上的合成方法，它基于从氧化石墨（GO）到石墨烯的还原过程，即在GO的表面通过还原剂还原氧化物，从而形成石墨烯。
这种方法可以通过水热反应、溶剂热还原以及化学气相沉积法等手段完成。
这个方法的缺点是石墨烯得到的数量比较少，但是可以对其进行进一步的修饰、改性。
3. 机械剥离法石墨烯是一个很薄的二维结构，它最早通过机械剥离法合成。
该方法是通过机械剥离的方式将石墨片层层分离，直到只剩下一层厚的石墨片，那么这就是石墨烯。
这种方法的优点是无需昂贵的生长设备，但是成本昂贵，且对多层石墨片的源头材料质量要求比较高。
二、石墨烯的应用1. 电子领域石墨烯由于具有很高的电导率、透过率等特性，因此适用于电子领域。
石墨烯可以作为晶体管的栅极，由于石墨烯可以实现超薄结构，因此体积小、能耗低，可以适用于各种小型电子设备的发展。
2. 光电领域在光电领域，石墨烯表现出了很好的光电性能，可以用于制作超速光电探测器等。
此外，石墨烯还可以用来制造透明导电膜，在触摸屏和显示器等领域中有广泛应用。
3. 储能领域石墨烯可以被用于制造电池，由于其极高的导电性能和良好的化学稳定性，可以用于提高电池的储能效率。
石墨烯的制备及其应用
石墨烯的制备及其应用石墨烯是一种单层的碳原子晶体，具有颠覆性的科技应用前景。
由于石墨烯具有极高的导电、导热性能及优异的力学性能，因此被广泛研究。
本文将介绍石墨烯的制备方法以及其在电子、机械、化学等领域的应用。
一、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法：利用氧气等物理和化学剥离方式在石墨烯的表面使其自然剥离。
这种剥离方法简便易行，但是制备的石墨烯质量较低。
2. 化学气相沉积法：将甲烷等含碳气体通入高温下的石墨基底上，使其碳原子从气体中沉积在基底上，最终得到石墨烯。
该方法的制备质量较高，但实验条件复杂。
3. 化学还原法：利用还原剂还原氧化的氧化石墨烯，实现对石墨烯的制备。
该方法简单易行，但还原过程中易出现杂质的情况。
以上三种制备石墨烯的方法各具特点，研究者可以根据具体应用场景和制备要求选择相应的方法。
二、石墨烯的应用1. 电子领域：由于石墨烯对电子的传输特性很好，因此石墨烯可以作为电子器件的材料使用。
例如，石墨烯场效应晶体管可以用来构建微型高性能晶体管集成电路等微型电子器件。
2. 机械领域：石墨烯具有优异的力学性能，强度高，抗拉强度高达130GPa，可以作为高性能复合材料的增强材料。
例如，石墨烯可以与聚合物制作成复合材料，用于轮胎、飞机、汽车的外壳等领域。
3. 化学领域：石墨烯具有高表面积和良好的分子吸附性能，因此被广泛用于分离和催化反应等领域。
例如，石墨烯可以用作催化剂，在化学反应过程中发挥催化作用，促进反应的进行。
总之，石墨烯的制备和应用一直是研究人员关注的热点问题。
随着技术的不断发展和创新，石墨烯的制备方法越来越简单，制备质量也越来越好，其应用领域也在不断拓展。
相信在未来，石墨烯会在各个领域发挥越来越大的作用，为人类的生活带来更多的福利。
石墨烯的制备和应用
石墨烯的制备和应用石墨烯，是一种最新兴的材料，其具有高强度、高导电、高导热、高透明度等优异性能。
这使得石墨烯在物理、化学、材料科学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
下文将介绍石墨烯的制备和应用方面的最新进展。
一、石墨烯的制备方式目前，石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、化学溶液法等多种方法。
其中，机械剥离法是最初的石墨烯制备方法，因其操作简单、成本低廉等特点而被广泛应用，但是其制备过程中会产生大量废物，同时还会对材料的性能产生负面影响。
化学气相沉积法是一种通过将气相前体在高温、高压条件下沉积到衬底表面上的方法。
它可以制备出高质量、大尺寸的石墨烯。
但是，该方法的成本相对较高，同时对反应条件的要求也比较复杂。
化学溶液法是一种石墨烯制备方法，其通过以石墨粉末为原料，在外部添加剂的影响下，在溶液中产生剥离和分散，从而制备出高质量的石墨烯。
该方法具有成本低廉、易于操作、可量产等优点，因此在实际应用中也得到了广泛的应用。
二、石墨烯的应用1. 电子学领域石墨烯的高导电性，使得其在电子学领域有着广泛的应用前景。
例如，石墨烯可以用于制备柔性电子设备、高频调制器等电子元件，同时石墨烯与其他材料的复合物也可以制备出更加高效的电子元器件。
2. 能源领域石墨烯的高导电和高导热性，使得其在能源领域具有良好的应用前景。
例如，石墨烯可以用于制备更加高效的电池、太阳能电池，同时也可以用于制备更加高效的催化剂。
3. 生物医学领域石墨烯的高透明度和良好的生物相容性，使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。
例如，石墨烯可以用于制备更加高效的药物传输系统、检测设备等生物学装置，同时可以用于制备医用材料。
4. 材料科学领域石墨烯的高强度和高稳定性，使得其在材料科学领域具有广泛的应用前景。
例如，石墨烯可以用于制备高强度复合材料、防护材料等高强度材料。
总之，石墨烯作为一种新型材料，具有许多优异的性能和广泛的应用前景。
在未来的研究和应用过程中，人们还需要进一步探索石墨烯的性质和其应用的可行性，以实现更加广泛的应用前景。
石墨烯的制备方法及其应用
石墨烯的制备方法及其应用石墨烯是一种新型材料，具有非常的热门和广泛的应用前景。
石墨烯又称为“二维碳晶体”，可以看做是由碳原子构成的一层石墨结构，它的薄度只有一个碳原子的厚度，是其他材料的1/200。
石墨烯的制备方法石墨烯是由碳原子构成的，由此可知，石墨烯的制备与碳原子体系有关。
目前，主要的石墨烯制备方法分为机械剥离法、化学气相沉积法、化学液相沉积法、电子束爆破法、等离子体剥离法等。
1、机械剥离法机械剥离法是一种简单易行的方法，是通过将石墨烯的上下层分离，从而制得石墨烯。
这种方法的难点在于如何制备纯度高的石墨烯，这主要取决于原材料的纯度和剥离的工艺。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是一种制备高质量、大面积的石墨烯的有力方法。
该方法是通过在高温下将金属铜薄膜加热，从而使其分解为原子状态，然后和二甲苯分子作用，形成类似六角形的石墨烯芯片，最后在氢气气氛中去除残留的有机物质得到单层石墨烯薄膜。
3、化学液相沉积法化学液相沉积法是一种制备高质量多层石墨烯的方法，是将硫酸和氧化剂混合，使其能够将石墨直接氧化，并形成含有石墨烯厚度的氧化石墨烯，在这个氧化石墨烯表面上进行还原反应，最终得到多层石墨烯薄膜。
石墨烯的应用石墨烯具有良好的导电性、热导率和机械性能，因此被广泛应用于电子学、传感器、生物医学、纳米技术、复合材料等领域。
1、电子学领域石墨烯具有极高的电导率和宽带特性，是制备新型电子器件的有力材料。
基于石墨烯的电子器件有逻辑门、场效应管、薄膜晶体管等。
石墨烯光伏材料的接触特性和光电学性能也被广泛研究。
2、传感器领域石墨烯具有优异的传感特性，可以用于气体、液体、化学品等的传感器。
石墨烯敏感层的精密控制和多层/纳米结构的设计可以大幅提高传感器的灵敏度和反应时间。
这一领域的研究为新型纳米传感器的开发提供了新思路与技术支持。
3、生物医学领域石墨烯还被广泛地应用于药物传递、癌症治疗、细胞成像等生物医学方面。
石墨烯纳米材料对生物分子/细胞的吸附、静电、化学反应等特性表现出优秀的性能，可被用于实现靶向药物传递等。
石墨烯材料的制备和应用
石墨烯材料的制备和应用章节一：引言石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，具有出色的性能和潜力。
本文将介绍石墨烯材料的制备方法以及其在不同领域的应用。
章节二：石墨烯的制备方法2.1 机械剥离法机械剥离法是最早用于制备单层石墨烯的方法之一。
通过用胶带等粘性材料将石墨烯从块状石墨中剥离，从而得到单层石墨烯。
这种方法简单易行，但效率低下且无法批量制备。
2.2 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种常用的石墨烯制备方法。
通常通过在金属衬底上加热挥发性碳源，使其分解并在金属表面沉积石墨烯。
这种方法可以得到大面积的石墨烯薄膜，但产率较低且对衬底的选择有限。
2.3 化学剥离法化学剥离法是一种利用石墨烯和其他物质之间的化学反应将石墨烯从基底上剥离的方法。
常用的化学剥离法包括氧化剥离法和硅基剥离法。
这些方法制备的石墨烯质量较高，但过程复杂且可能导致杂质的引入。
章节三：石墨烯的应用领域3.1 电子学领域石墨烯因其高导电性和高迁移率而被广泛应用于电子学领域。
它可以用于制备高性能晶体管、电容器和传感器等电子器件。
此外，石墨烯还可以用于制备柔性电子器件，如可弯曲的显示屏和可穿戴设备。
3.2 能源领域石墨烯在能源领域具有广泛的应用前景。
它可以用于制备高效的太阳能电池和超级电容器，用于储能和能源转换。
石墨烯还可以用于制备高性能锂离子电池和燃料电池等。
3.3 材料科学领域石墨烯作为一种新型材料，在材料科学领域有着广泛的应用。
它可以用于制备高强度、高韧性的复合材料，如石墨烯增强的塑料和金属基复合材料。
石墨烯还可以用于制备高性能涂层和纳米材料。
3.4 生物医学领域石墨烯在生物医学领域具有潜在的应用价值。
它可以用于制备生物传感器、药物传递系统和组织工程材料等。
石墨烯的生物相容性和生物降解性使其成为一种理想的生物医学材料。
章节四：石墨烯的挑战和展望虽然石墨烯具有出色的性能和潜力，但其制备方法仍面临一些挑战。
例如，制备单层石墨烯的方法仍需要进一步改进，以提高其产率和质量。
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半导体物理课程作业石墨烯的制备与应用（材料）目录一、石墨烯概述 (2)二、石磨烯的制备 (3)1、机械剥离法 (3)2、外延生长法 (5)3、化学气相沉积法 (6)4、氧化石墨-还原法 (6)5、电弧法 (9)6、电化学还原法 (9)7、有机合成法 (10)三、石墨烯的应用 (11)1、石墨烯在电子器件领域的应用 (11)1.1 石墨烯场效应晶体管 (11)1.2 石墨烯基计算机芯片 (12)1.3 石墨烯信息存储器件 (13)2、石墨烯在能源领域的应用 (14)2.1 石墨烯超级电容器 (14)2.2 锂离子电池 (15)2.3 太阳能电池 (16)2.4 储氢/甲烷器件 (17)3、石墨烯在材料领域的应用 (18)3.1 特氟龙材料替代物 (18)3.2 石墨烯聚合物复合材料 (18)3.3 光电功能材料 (19)4、石墨烯在生物医药领域的应用 (20)4.1 基于氧化石墨烯的纳米载药体系 (20)4.2 氧化石墨烯对DNA/基因/蛋白的选择性检测 (21)4.3用于生物成像技术 (23)4.4 石墨烯在肿瘤治疗方面的应用 (23)四、总结及展望 (24)参考文献 (25)一、石墨烯概述碳广泛存在于自然界中，是构成生命有机体的基本元素之一。
碳基材料是材料界中一类非常具有魅力的物质，从无定形的碳黑到晶体结构的天然层状石墨；从零维纳米结构富勒烯到一维碳纳米管无不给人们带来炫丽多彩的科学新思路。
而二维碳基材料石墨烯的发现，不仅极大地丰富了碳材料的家族，而且其所具有的特殊纳米结构和性能，使得石墨烯无论是在理论还是实验研究方面都已展示出了重大的科学意义和应用价值，从而为碳基材料的研究提供新的目标和方向。
碳的晶体结构—石墨和金刚石(三维)是自然界中最早为人们熟知的两种碳同素异构体，因化学成键方式不同而具有截然相反的特性。
1985年，一种被称为“巴基(零维)被首次发现，三位发现者于11年后, 即1996年获诺贝尔球”的足球形分子C60化学奖。
1991年，由石墨层片卷曲而成的一维管状结构: 碳纳米管被发现，发现者饭岛澄男(Sumio Iijima)于2008年获卡弗里纳米科学奖。
石墨烯(Graphene)是只有一个原子层厚的单层石墨片，是石墨的极限形式。
作为碳的二维晶体结构, 石墨烯的出现最终为人类勾勒出一幅点、线、面、体(从零维到三维)相结合的完美画面(图1)。
图1 碳的晶体结构石墨烯作为一种独特的二维晶体，有着非常优异的性能：具有超大的比表面积，理论值为2630m2/g；机械性能优异，杨氏模量达1.0TPa；热导率为5300W·m-1·K-1，是铜热导率的10多倍；几乎完全透明，对光只有2.3%的吸收；在电和磁性能方面具有很多奇特的性质，如室温量子霍尔效应、双极性电场效应、铁磁性、超导性及高的电子迁移率。
这些优异的性质，使得石墨烯在晶体管、太阳能电池、传感器、超级电容器、场发射和催化剂载体等领域有着良好的应用前景。
制备高质量的石墨烯和促进石墨烯的应用，是石墨烯领域的研究热点。
本文综述了近些年在石墨烯的制备方法和应用研究方面取得的进展。
石墨烯的基本结构单元与石墨材料相同,构成石墨烯的每个碳原子与其他3个碳原子通过σ键相连接. 碳原子的排列也与石墨单原子层一样,形成如图2所示的结构,换言之,石墨烯就是由单层六角元胞碳原子组成的蜂窝状二维晶体,这些很强的C —C 键(sp 2)使石墨烯成为已知最为牢固的材料之一:单层石墨烯的厚度只有0.335nm,仅为头发丝直径的1 /200000,理论上,如果能够制作出厚度为100nm 的石墨烯,那么需要施加约200kN 的力才能够将其扯断。
(a)模型图 (b)HRTEM 图像图2 石墨烯的结构碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp 2键,即每个碳原子都贡献一个未成键的电子位于p z 轨道,近邻原子的p z 轨道与平面成垂直方向可形成π键,此时π键为半填满状态,所以电子可在二维晶体内自由移动,赋予石墨烯良好的导电性和其他独特的电学性质。
二、石磨烯的制备从发现稳定存在的石墨烯到现在七年多时间里，石墨烯在制备方面取得了长足的进步。
目前制备石墨烯主要包括以下几种方法：1、机械剥离法该方法首先利用离子束在lmm 厚的高定向热解石墨表面用氧等离子干刻蚀进行离子刻蚀。
在表面刻蚀出宽2μm ～2 mm、深5μm的微槽，并将其用光刻胶粘到玻璃衬底上；然后用透明胶带进行反复撕揭，将多余的高定向裂解石墨HOPG（highly oriented pyrolitic graphite）去除；随后将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中作超声处理；再将单晶硅片放入丙酮溶剂中，将单层石墨烯“捞出”。
由于范德华力或毛细管力，单层石墨烯会吸附在单晶硅片上。
利用这一方法成功制备了准二维石墨单层并观测到其形貌。
将微机械剥离法制得的含有单层石墨烯的硅晶片放置于一个经过刻蚀的金属架上，用酸将硅晶片腐蚀掉，获得了由金属支架支撑的悬空的单层石墨烯。
用透射电镜观测到其形貌，发现单层石墨烯并不是一个平整的平面，而是平面上面有一定高度(50 Å～100 Å)的褶皱。
通过对单层石墨烯和双层石墨烯表面的褶皱程度的研究发现，石墨烯表面的褶皱可能是二维石墨烯存在的必要条件。
单层石墨烯表面褶皱明显大于双层石墨烯，并且随着石墨烯层数的增加褶皱程度越来越小，趋于平滑。
这是因为单层石墨烯片为降低其表面能量，由二维向三维形貌转换。
尽管利用这种方法很难大规模制备石墨烯，而且尺寸不易控制，但是机械剥离法仍然是制备高质量石墨烯最有效的方法之一。
Manchester大学Geim领导的研究组2004年在Science上发表论文,报道了他们用机械剥离法制备得到了最大宽度可达10μm的石墨烯片(图3)。
图3 机械剥离法制备石墨烯的示意图2、外延生长法图4 金刚砂高温还原制备石磨烯该方法是通过加热单晶SiC脱除硅，在单晶(001)面上分解出石墨烯片层（在超高真空、1000℃条件下，硅会被释放出来，剩下的只有石墨化的碳）利用这种方法能可控地制备出单层或是多层石墨烯（最多可获得100 层的多层石墨烯），其厚度由加热温度决定，缺点是制备大面积、具有单一厚度的石墨烯比较困难。
具体方法是：将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物。
用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后，将样品加热使之温度升高至1 250℃～1450℃后，恒温1分钟～20分钟，从而得到极薄的石墨烯层。
加州理工大学的de Heer 等利用这种方法成功制备了石墨烯（图4），但从这种方法制备出来的二维石墨中并没有观测到由HOPG 剥离出的二维石墨所表现出的量子霍尔效应，并且石墨烯表面的电子性质受SiC衬底的影响很大，进一步的研究仍在进行中。
Claire Berger等利用加热SiC 的方法制备出单层和多层石墨烯薄片并研究了其性能，在单晶6H-SiC的Si-terminated(00001)面上通过热解脱除Si来制取石墨烯。
将表面经过氧化或H2蚀刻后的样品在高真空下通过电子轰击加热到1000℃以除掉表面的氧化物（多次去除氧化物以改善表面质量），用俄歇电子能谱确定氧化物被完全去除后，升温至1250～1450℃，恒温1～20min，形成石墨烯薄片，其厚度由加热温度决定。
3、化学气相沉积法该法是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术，是目前应用最广泛的一种大规模制备半导体薄膜材料的方法。
而且，该方法已成功的应用于工业化大规模制备多壁碳纳米管，生产工艺十分完善。
Kim首先在SiO2/Si基底上沉积一层100～500nm厚的金属镍薄层，然后在1000℃及高真空下，以甲烷、氢气及氩气混合气为反应气，在较短的时间内制备了石墨烯。
Wei等采用甲烷和氨气为反应气，一步法直接合成了氮掺杂的石墨烯。
在该氮掺杂的石墨烯中氮原子采取石墨化、“吡咯化”及“吡啶化”这三种掺杂方式(如图5)。
该法是大规模制备大尺寸、高质量石墨烯的最有希望的方法之一。
但目前还不是很完善，还有待于进一步的研究。
图5 石磨烯制备4、氧化石墨-还原法石墨首先经化学氧化得到边缘含有羧基、羟基，层间含有环氧及羰基等含氧基团的石墨氧化物(graphite oxide)，此过程可使石墨层间距离从0.34nm扩大到约0.78 nm，再通过外力剥离(如超声剥离)得到单原子层厚度的石墨烯氧化(graphene oxide)，进一步还原可制备得到石墨烯。
这种方法制备的石墨烯为独立的单层石墨烯片，产量高，应用广泛。
石墨的氧化方法主要有Hummers、Brodie和Staudenmaier三种方法，它们都是用无机强质子酸(如浓硫酸、发烟HNO3 或它们的混合物)处理原始石墨，将强酸小分子插入石墨层间，再用强氧化剂(如KMnO4、KClO4等)对其进行氧化。
Hummers氧化法的优点是安全性较高；与Hummers法及Brodie法相比，Staudemaier法由于使用浓硫酸和发烟硝酸混合酸处理石墨，对石墨层结构的破坏较为严重。
氧化剂的浓度和氧化时间对制备的石墨烯片的大小及厚度有很大影响，因此，氧化剂浓度及氧化时间需经过仔细筛选，才能得到大小合适的单层氧化石墨烯片。
无论是哪种方法都是将石墨与强酸、强氧化剂作用，在石墨原有的C-C骨架之间引入了大量的-OH,-COOH和环氧基。
氧化石墨烯上C原子属于sp3杂化，大大破坏了石墨烯的平面结构，从而降低了石墨烯原有的优良导电性能。
因此，许多科学家正试图利用热退火或化学还原等手段将氧化石墨还原，恢复原有的优良性能。
氧化石墨烯是目前研究最多的一类石墨烯衍生物，在水、乙二醇、DMF、NMP和THF中有良好的溶解度（图6）。
图6 氧化石磨烯结构和溶解度示意图将氧化石墨与水以1mg/mL的比例混合，用超声波振荡至溶液清晰无颗粒状物质，加入适量肼在100℃回流24h，产生黑色颗粒状沉淀，过滤、烘干即得石墨烯。
Sasha Stankovich等利用化学分散法制得厚度为1nm左右的石墨烯。
随着制备方法的深入开展，一些科学家修正或发展了原有的化学制备可溶液加工处理的高质量石墨烯方法（如图7）。
图7 几种利用化学法制备石墨烯的方法制备的石墨氧化物均需经过剥离、还原等步骤才能得到单层的石墨烯。
剥离的方法一般用超声剥离法, 即将石墨氧化物悬浮液在一定功率下超声一定的时间。
超声波在氧化石墨悬浮液中疏密相间地辐射，使液体流动而产生数量众多的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合，在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1.0×108Pa个大气压的瞬间高压，连续不断产生的高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击石墨氧化物，使石墨氧化物片迅速剥落生成单层石墨氧化物(即石墨烯氧化物)。