石墨烯的制备及评价综述

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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。

石墨烯制备及性能实验报告概论

石墨烯制备及性能实验报告一、绪论石墨烯（Graphene）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。

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8 Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。

因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

2004年,英国曼切斯特大学科学家GeimAK等人,通过胶带反复剥离石墨片获得只有一个原子厚度的石墨单片—石墨烯(graphene）。

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构的碳质材料。

在石墨烯被发现以前,理论和实验上都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,因而石墨烯的问世引起了全世界的关注。

事实上,石墨烯是普遍存在于其他碳材料中,并可以看作是其他维度碳基材料的组成单元:如三维的石墨可以看作是由石墨烯单片经过堆砌而形成:零维的富勒烯可看作由特定石墨烯形状团聚而成;而石墨烯卷曲后就可形成一维的碳纳米管结构。

尽管石墨烯只有一个碳原子厚度,并且是己知材料中最薄的一种,然而却非常牢固坚硬,它比钻石还强硬,其强度比世界上最好的钢铁还高100倍。

石墨烯材料的制备与物理性质分析

石墨烯材料的制备与物理性质分析石墨烯是一种纯碳物质，在平面上呈现出一层厚度仅为一个原子的六角形结构。

它作为新型二维材料，具有许多优异的物理和化学性质，吸引了广泛的研究兴趣。

本文将主要探讨石墨烯材料的制备方法以及其物理性质分析。

一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等多种。

其中，机械剥离法是最早被开发出来的一种方法。

机械剥离法是使用普通钢笔在石墨磨片上来回拉动，将石墨片表面上的一层原子层逐个去除，直到只剩下一个原子层。

这种方法制备出来的石墨烯，具有高质量和优异物理性质。

但是，这种方法需要特殊的实验室条件和精密的实验操作技能，不易普及。

化学气相沉积法是利用化学气相行为，在载体表面沉积石墨烯。

通俗地说，就是在石墨烯生长前，在金属基底上使之生成一个稳定的氢气环境，接着在气相中流入气体的碳元素。

这种方法可以用较少的实验室设备和较少的时间制备石墨烯。

但是，化学气相沉积法的产率较低，而且可能会影响材料的结构和物理性质。

化学还原法是将石墨氧化，制备出含氧石墨烯，在加入还原剂的情况下将其还原成石墨烯。

这种方法技术相对容易，可以实现大规模的制备。

但是，和其他制备方法产生的石墨烯相比，质量和物理性质会有一些变化。

二、石墨烯的物理性质石墨烯具有一些独特的物理性质，例如高导电性、高热导性、高强度和低重量等。

这些性质是由于它的特殊结构和电子能带结构所决定的。

高导电性是指石墨烯中电子的运动很容易受到电子能带的影响，因此它在电子传播方面具有很好的导电性。

高热导性也是因为石墨烯中能够进行很好的电子传导。

高强度牵涉到几个因素，包括石墨烯单个原子厚度和碳原子之间ϰ-π相互作用。

这使其具有比钢铁和钻石高得多的强度。

石墨烯的低重量是由于它只是一个原子厚度的材料。

其他的物理性质包括其独特的光学性质。

由于石墨烯是纯碳材料，在红外光谱中呈现出非常强烈的吸收。

这给它在红外成像方面的应用提供了一些可能性。

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。

石墨烯的制备及性质分析研究

石墨烯的制备及性质分析研究石墨烯是一种新型的材料，由于具有强大的机械性能、导电性能和导热性能等特点，因此受到广泛的关注和研究。

本文旨在探讨石墨烯的制备及其性质分析。

一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法、化学析出法、电化学剥离法等多种方法。

其中，机械剥离法是最早被发现的方法，也是最简单的制备方法。

它是利用粘贴带或胶带将石墨层片剥离得到石墨烯。

但这种方法需要模拟仿照地多次进行，以获得高品质的石墨烯。

化学气相沉积法是制备高品质石墨烯的主要方法之一。

它是利用金属催化剂在较高温度和较低压力条件下，将石墨烯生长在晶体表面上。

该方法可以控制石墨烯的晶面朝向和缺陷密度，并且大量生产石墨烯。

化学还原法是一种将氧化石墨生成石墨烯的方法。

他会使石墨表面的氧化物被还原，形成石墨烯。

此外还有许多制备石墨烯的方法，但各自存在一些限制，因此需要根据具体需求选择相应的方法。

二、石墨烯的性质分析1. 机械性能石墨烯具有极高的强度和弹性模量。

由于其结构的特殊性，石墨烯具有非常优异的韧性，可以经受高强度的拉断和扭曲变形。

2. 导电性能石墨烯是一种半导体，其导电性能极佳。

由于石墨烯的结构中存在的π电子能够快速移动，因此其电导率非常高。

3. 导热性能石墨烯具有非常好的导热性。

由于石墨烯单层的大部分原子在同一平面上排列并连接非常紧密，因此能够有效地传递热量。

4. 光学性能石墨烯在可见光和紫外线范围内均能吸收，因此具有很强的光学吸收和透射性。

同时，石墨烯的折射率非常低，可以用于特殊光学器件的制备。

5. 化学性质石墨烯的化学性质非常活泼，在氧气和水蒸气状态下容易被氧化。

同时，石墨烯具有高度的化学惰性，具有较好的稳定性。

三、石墨烯的应用前景石墨烯具有非常广泛的应用前景。

在电子器件领域，石墨烯可以用于制备超薄、高速的晶体管和光电探测器。

在能源领域，石墨烯可以用于制备高效的太阳能电池和锂离子电池等。

在生物医药领域，石墨烯可以用于制备抗菌剂、生物传感器和药物载体等。

论石墨烯的制备方法

论石墨烯的制备方法石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，具有独特的电学、热学和力学性质，因此在电子学、光学、催化等领域具有广泛的应用前景。

石墨烯的制备一直是科学界和工业界关注的热点问题，目前已经发展出多种制备方法，包括机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法、化学气相沉淀法等。

本文将对这些制备方法进行综述，分析其原理、优缺点以及发展趋势。

一、机械剥离法机械剥离法是最早被发现的石墨烯制备方法之一，其原理是通过机械力将石墨材料剥离成单层石墨烯。

最早由安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年利用胶带将石墨片剥离成单层石墨烯，这一方法简单易行，但产率低，且容易产生杂质和缺陷。

后来，科学家们通过改进机械剥离方法，如采用不同的剥离材料、改变剥离角度等，提高了制备效率和质量。

尽管如此，机械剥离法的制备成本较高，无法满足大规模生产的需求，因此并不适合工业生产。

二、氧化还原法三、化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过在金属衬底上沉积碳源气体，然后利用热分解或化学反应制备石墨烯的方法。

这一方法具有制备成本低、产率高、质量好的优点，因此受到了广泛关注。

最早由安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫等人于2009年提出，他们利用化学气相沉积法在镍表面沉积碳源气体，然后在高温条件下制备了高质量的石墨烯。

后来，科学家们通过改进反应条件、衬底材料、碳源气体等方法，进一步提高了石墨烯的制备效率和质量。

目前，化学气相沉积法已经成为制备石墨烯的主流方法之一，被广泛应用于科学研究和工业生产中。

石墨烯的制备方法多种多样，各有优缺点。

机械剥离法简单易行，但产率较低，不适合工业生产；氧化还原法制备石墨烯质量较高，但不环保；化学气相沉积法和化学气相沉淀法制备成本低、产率高、质量好，逐渐成为主流方法。

随着科学技术的不断进步，相信石墨烯的制备方法将会得到进一步改进和提高，为其在电子学、光学、催化等领域的应用提供更好的支持。

石墨烯的制备与特性分析

石墨烯的制备与特性分析近年来，随着科技的迅速发展，石墨烯这一新材料逐渐引起人们的关注。

石墨烯是由碳原子构成的单层网格状结构，具有优异的物理和化学性能，因此被认为是未来材料领域的重要候选物质。

本文将从石墨烯的制备和特性两个方面进行分析。

一、石墨烯的制备1.机械剥离法机械剥离法是石墨烯制备的最早方法之一，其核心在于利用机械力将高度层叠的石墨层逐层剥离，得到单层石墨烯。

早期的石墨烯制备工作大多基于机械剥离法，这种方法操作简单，容易操作，但需要对剥离过程进行长时间的控制和调整，因此制备效率较低。

2.化学气相沉积法化学气相沉积法以甲烷为碳源，用气相反应的方式制备石墨烯。

这种方法操作简单，效率高，可以制备出大量优质的石墨烯，但需要高温高压的条件，设备成本相对较高，同时还需要对反应条件和反应时间进行调整和控制。

3.电子束蒸发法电子束蒸发法是通过电子束照射使石墨层断裂形成单层石墨烯的方法。

这种方法制备石墨烯的效率较高，同时可控性良好，可以制备各种形状和尺寸的石墨烯，但需要高能量的电子束，较难控制。

二、石墨烯的特性分析1.优异的机械性能单层石墨烯具有非常强的机械强度和韧性，理论上比钢铁还要坚固。

石墨烯的强度来源于其独特的晶格结构，碳原子之间的键强度极高，同时由于石墨烯单层的厚度非常薄，故其比重也非常小，具备了出色的“轻量化”性能。

2.优异的电子性能石墨烯具有优异的电子导电性和热导性能，其导电性能甚至能够媲美金属，热导率也可以达到范德瓦尔斯晶体的热导率。

这得益于石墨烯单层的纳米尺度，使得其中的载流子能够在晶格结构上快速移动，同时丝毫不会因为杂质等原因而发生损耗。

3.优异的光学性能由于石墨烯单层本身的特殊结构，使得它具有非常好的光学穿透性，可以吸收可见光及远紫外线的辐射，同时具有很好的反射性，可以反射很多种不可见辐射，比如红外线和微波。

总之，石墨烯既具有非常优异的物理特性，同时制备方法也越来越完善，这也让我们对于石墨烯在材料科学和电子器件等领域应用的前景充满了期待。

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]。

石墨烯的制备综述

前（左）和生长后（右）的NaCl晶体c) NaCl晶体的溶解过程d.e)NaCl上生长
的石墨烯SEM图f) NaCl上生长的石墨烯拉曼光谱图
25
small 2015, 11, No. 47, 6302–6308
化合物基底
以NaCl为基底生长石墨烯
Determination of graphene layer number: a) high-resolution TEM images of graphene sheets with
20
Adv. Mater. 2016, 28, 6247–6252
金属基底
以镍为基底生长石墨烯
结
晶粒尺寸较小, 层数不均一且难以控制, 晶界处存在较厚的石墨烯, Ni
与石墨烯的热膨胀率相差较大, 因此降温造成石墨烯的表面含有大量
论
褶皱
在Ni膜上的SEM照片
不同层数的TEM照片
转移到二氧化硅/硅
上的光学照片 21
图1(d)为撕揭胶带使得有些石墨片脱离胶带留在衬底上)
这种方法后来简化为直接用胶带从HOPG 上揭下一层石墨，然后在胶带之间反复粘贴使
石墨片层越来越薄，再将胶带贴在衬底上，单层石墨烯即转移到衬底上。康斯坦丁·诺沃肖洛夫等也是通过这种机械分离法制备石墨烯，但
他们是用热解石墨通过摩擦的方式在体相石墨
石墨烯的制备
汇报人：XX
2016.12.23
目录
1 石墨烯概述 2 制备方法概述 3 化学气相沉积法 4 总结与展望
1
石墨烯概述
这是一种各项性能极其优异的新材料
1 石墨烯概述
1 单层二维晶体
2
同素异形体构成单元
3 物理性能优异

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。

石墨烯的制备及性质研究

石墨烯的制备及性质研究石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维晶体，具有非常独特的物理特性，例如高导热性、高电导性、极高的机械强度等等。

因此，石墨烯被广泛地应用于各个领域，例如电子学、生物医学、能源储存等等。

本文将介绍石墨烯的制备方法和性质研究。

一、石墨烯的制备石墨烯的制备方法有多种，其中最早发现的方法是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）法。

这种方法是利用一种含有烃基分子的气体，例如甲烷或乙烯，加热到高温下进行解离，产生碳原子的沉积，形成石墨烯层。

除了CVD法，还有机械剥离（Mechanical Exfoliation）法和化学还原（Chemical Reduction）法等等。

机械剥离法是在石墨烯样品表面使用粘性胶带，不断地剥离，直到只剩下石墨烯单层。

化学还原法是利用还原剂，例如氢气、亚硫酸钠等，去除石墨烯层的氧原子，从而还原石墨烯的单层结构。

二、石墨烯的性质研究石墨烯单层结构的出现，极大地拓宽了碳的应用领域。

石墨烯的高导电性、高导热性以及一些特殊特性，吸引了许多科学家进行研究。

石墨烯的性质研究主要从以下几个方面进行。

1. 电学性质石墨烯的高导电性是其非常重要的特性。

传统金属导体的电导率在1.5×10^7 S/cm左右，而石墨烯的电导率可达到2000万S/cm，是一种非常优秀的电导体。

因此，石墨烯被广泛地应用于电子学领域，例如生物传感器、晶体管等等。

2. 光学性质石墨烯的光学吸收率非常高，可以达到2.3%，远远高于其他材料。

同时，石墨烯还有极高的光学透过度，这意味着它可以被用于制作太阳能电池等领域。

此外，石墨烯的自然光不会发生衍射，具有全透射的特性，因此可以被用于制作透明电子设备。

3. 机械性质石墨烯的机械强度非常高，其比拉力为130 GPa，几乎是钢材的200倍。

同时，石墨烯的弹性模量也很高，达到1 TPa左右。

这些强机械性质可以为纳米器件的制作提供很好的材料。

石墨烯的制备与表征综述

氧化石墨烯还原的评价标准摘要还原氧化石墨烯(RGO)是一种有趣的有潜力的能广泛应用的纳米材料。

虽然我们花了相当大的努力一直致力于开发还原方法,但它仍然需要进一步改善,如何选择一个合适的一个特定的还原方法是一个棘手的问题。

在这项研究中,还原氧化石墨烯的研究者们准备了六个典型的方法:N2H4·H2O还原,氢氧化钠还原,NaBH4还原,水浴还原 ,高温还原以及两步还原。

我们从四个方面系统的对样品包括：分散性,还原程度、缺陷修复程度和导电性能进行比较。

在比较的基础上,我们提出了一个半定量判定氧化石墨烯还原的评价标准。

这种评价标准将有助于理解氧化石墨烯还原的机理和设计更理想的还原方法。

引言单层石墨烯,因为其不寻常的电子性质和应用于各个领域的潜力,近年来吸引了巨大的研究者的关注。

目前石墨烯的制备方法,包括化学气相沉积(CVD)、微机械剥离石墨,外延生长法和液相剥离法。

前三种方法因为其获得的石墨烯的产品均一性和层数选择性原因而受到限制。

此外,这些方法的低生产率使他们不适合大规模的应用。

大部分的最有前途生产的石墨烯的路线是石墨在液相中剥离氧化然后再还原,由于它的简单性、可靠性、大规模的能力生产、相对较低的材料成本和多方面的原因适合而适合生产。

这种化学方法诱发各种缺陷和含氧官能团,如羟基和环氧导致石墨烯的电子特性退化。

与此同时,还原过程可能导致发生聚合、离子掺杂等等。

这就使得还原方法在化学剥离法发挥至关重要的作用。

到目前为止,我们花了相当大的努力一直致力于开发还原的方法。

在这里我们展示一个简单的分类:使用还原剂(对苯二酚、二甲肼、肼、硼氢化钠、含硫化合物、铝粉、维生素C、环六亚甲基四胺、乙二胺(EDA) 、聚合电解质、还原糖、蛋白质、柠檬酸钠、一氧化碳、铁、去甲肾上腺素)在不同的条件(酸/碱、热处理和其他类似微波、光催化、声化学的,激光、等离子体、细菌呼吸、溶菌酶、茶溶液)、电化学电流,两步还原等等。

这些不同的还原方法生成的石墨烯具有不同的属性。

石墨烯的制备及评价综述

石墨烯的制备及评价综述摘要：近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的电学性能和热学性能, 在化学、物理和材料学界引起了广泛的研究兴趣。

人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展, 为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障。

通过大量引用参考文献, 简要了解石墨烯的应用方面，并综述石墨烯的几种制备方法: 物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)与化学法(化学气相沉积法、晶体外延生长法、氧化−还原法)[1]。

通过分析比较各种制备方法的优缺点, 对几种方法进行评价，并指出了自己的看法。

关键词：石墨烯制备方法综述中图分类号：O613 文献标识码：APreparation and Application of GrapheneAbstract: Graphene has attracted much interest in recent years due to its unique and outstanding properties. Different routes to prepare graphene have been developed and achieved. Brief introduction of application of graphene is given in this article. Preparation methods of graphene used in recent years are intensively introduced, including micromechanical cleavage, chemical vapor deposition,liquid/gasphase-based exfoliation of graphite, epitaxial growth on an insulator, chemical reduction of exfoliated graphene oxide, etc. And their advantages and shortcomings are further discussed in detail. I have also given my own opinion by the end of this article.Key words: graphene; preparation; overview正文2010年10月5日，英国曼彻斯特大学科学家安德烈·盖姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在二维空间材料石墨烯的突破性实验获得2010年诺贝尔物理学奖。

论石墨烯的制备方法

论石墨烯的制备方法石墨烯是由碳原子构成的一种二维晶格结构的物质，具有非常特殊的物理和化学性质。

自从2004年Novoselov等科学家首次成功地从石墨中分离出石墨烯以来，人们对石墨烯的研究逐渐增多，并发现了它在电子学、光学、生物医药等多个领域的潜在应用价值。

石墨烯的制备方法是研究人员关注的重点之一，本文将介绍一些常用的石墨烯制备方法及其优缺点。

1. 机械剥离法机械剥离法是最早被用来制备石墨烯的方法之一。

这种方法是通过用胶带粘取石墨晶体表面的碳原子层来制备石墨烯。

首先,将石墨单晶(现经常采用的石墨片)与粘合胶带接触并撕开，然后将剥离的胶带贴在硅衬底上,在去除胶带之后,石墨烯晶片滞留在硅衬底上。

机械剥离法的优点是操作简单，不需要复杂的设备，但缺点是低产量和低纯度。

2. 热解法热解法是一种利用化学气相沉积技术制备石墨烯的方法。

在热解法中,石墨晶体被加热至高温，然后通过化学气相沉积的方法，将其转化为石墨烯。

这种方法可以获得较大面积、高质量的石墨烯，但需要高温反应和高成本的反应装置。

3. 化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积法是一种通过气态反应在衬底表面生长石墨烯的方法。

在CVD过程中，将金属蒸汽(如镍或铜)和甲烷气体送入反应室，金属蒸汽先在衬底表面形成成核点，然后甲烷气体在这些成核点上发生热解反应产生石墨烯。

CVD法能够制备大面积、高质量的石墨烯，是目前最为广泛应用的制备方法之一。

4. 氧化石墨烯还原法氧化石墨烯还原法是通过将氧化石墨烯还原为石墨烯的方法。

氧化石墨烯是一种将石墨烯氧化产生的产物，它的制备方法相对简单，可以采用Hummers法或Brodie法将石墨氧化。

然后,通过还原剂(如还原型烷基锂化合物、还原型到渗透性有机分子或水溶液形式的还原剂等)将氧化石墨烯还原为石墨烯。

这种方法能够通过氧化石墨烯生产大规模的石墨烯，但是还原后的石墨烯质量和电学性能较差。

液相剥离法是通过化学剥离来制备石墨烯。

将石墨粉末与一些表面活性剂如DBP溶解在有机溶剂中形成混合液，然后利用机械剥离的方法将石墨分散在溶剂中。

石墨烯材料的性能研究

石墨烯材料的性能研究一、引言石墨烯是一种具有独特性质的二维材料，由于其独特的结构和性质，在材料科学、电子学、能源等领域具有广泛的应用前景。

本文将从石墨烯材料的制备、结构、性质及应用等方面综述石墨烯材料的性能研究。

二、石墨烯材料的制备方法石墨烯的制备方法包括：机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法、热解法等。

其中，机械剥离法是最早被报道并且最容易实现的方法。

该方法通过用胶带剥离石墨，可以制备出石墨烯单层，但是这种方法的制备效率和单层石墨烯质量不稳定。

化学气相沉积法是近年来石墨烯制备的一种主要方法。

该方法通过让石墨烯生长在特定的金属或者非金属基质上，可以制备出大面积的石墨烯。

由于其制备过程中可精确控制制备条件和结构，因此化学气相沉积法成为了制备优质石墨烯的主要方法。

三、石墨烯的结构和性质石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶体结构，在其晶体结构中每个碳原子都与其四周三个碳原子通过sigma键结合，形成一个六角网格的结构。

石墨烯材料的结构和性质与普通的三维材料有很大不同。

石墨烯具有良好的机械性能、光学性能、电学性能、热学性能等独特的性质。

1.机械性能：由于石墨烯的结构非常紧密，因此具有极高的强度和韧性。

文献报道，石墨烯具有比钢材还要强硬的机械性能。

2.光学性能：石墨烯具有很强的吸收作用，其在可见光和红外光区域的吸收率超过了90%。

3.电学性能：石墨烯是一种半金属材料，具有导电性能。

石墨烯的电导率达到了6.5×10¹⁵ S/m，是铜的140倍。

4.热学性能：石墨烯的热导率很高，是钻石的五倍，并且稳定性也非常高。

四、石墨烯在能源领域的应用由于石墨烯具有独特的性质，因此在能源领域有着广泛的应用。

1.储能器件：石墨烯作为一种优良的电极材料，可以被广泛应用于储能器件中，如锂离子电池、超级电容器等。

2.光伏材料：石墨烯可以被用作高效光伏材料，具有良好的光吸收和光电转换性能，可以用于太阳能电池。

3.热电材料：石墨烯具有优秀的热传输性能和电导性，可以被用于生产热电器件，实现热能转换。

石墨烯的制备与性质分析

石墨烯的制备与性质分析石墨烯是一种由碳原子组成的单层网状结构材料，具有极高的强度、导电性和热导性。

它被誉为21世纪最具有革命性的材料之一。

石墨烯的制备和性质分析已经成为领域内研究的热点之一。

一、石墨烯的制备方法石墨烯最早是通过机械剥离法制备的。

这个方法需要先制备出石墨粉，然后用胶带对石墨进行粘附和剥离。

通过不断的剥离，可以得到单层石墨烯。

但这种方法的问题在于，剥离出的石墨烯纯度不高，且难以扩展到大规模生产。

目前，石墨烯的制备方法主要有以下几种：（1）化学气相沉积法（CVD）这是一种常见的石墨烯制备方法。

CVD法需要将石墨片放入热解反应室，在高温下加入碳源和载气。

在特定的反应条件下，发生石墨烷的裂解反应，生成石墨烯。

CVD法的优点是可以制备出高质量、大面积的石墨烯薄膜，但是需要高温和压力条件，且制备时间较长。

（2）还原氧化石墨法（GO reduction）这是将氧化石墨还原成石墨烯的一种方法。

首先需要制备高氧化度的氧化石墨（GO），然后通过物理或化学方法还原成石墨烯。

GO reduction法的优点是制备简便、成本低，同时可以得到高质量的石墨烯。

但是还原后的石墨烯可能带有残留的氧元素，对石墨烯的性质会产生影响。

（3）机械剥离法这是一种类似于最早的石墨烯制备方法，通过机械剥离的方式来制备单层石墨烯。

目前这种方法主要用于研究石墨烯的一些基本性质。

二、石墨烯的性质分析1.强度石墨烯的强度非常高，甚至比钢铁还要强。

这是因为石墨烯的结构像一张网，而这张网又是由强度很高的碳原子组成的。

通过拉伸实验，可以发现石墨烯的断裂伸长率很大，而且在这个过程中会发生很多奇妙的现象。

2.导电性石墨烯的导电性非常好，这是由于它的晶格结构有利于电子的流动。

实验表明，石墨烯比铜还要导电，而且导电性不会因为温度或者电场的变化而改变。

3.热导性石墨烯同样具有很好的热导性，这是由于它的晶格结构有利于热的传导。

实验表明，石墨烯比铜还要热导，而且热导性不会因为温度或者压力的变化而改变。

石墨烯综述

石墨烯综述1.1石墨烯概述石墨烯(Graphene)作为一种平面无机纳米材料，在物理、化学、科技、数码方面的发展都是极具前景的。

它的出现为科学界带来极大的贡献，机械强度高，导热和导电功能极具优势，原材料来源即石墨也相当丰富，是制造聚合复合物的最佳无机纳米技术。

由于石墨烯的运用很广泛，导致在工业界的发展存在很严重的一个问题就是其制作过程规模浩大，所以应该将其合理地分散到相应的聚合物内部，达到均匀分布的效果，同时平衡聚合物之间的作用力。

石墨烯的内部结构是以碳原子以sp 2杂化而成的，是一种单原子结构的平面晶体，其以碳原子为核心的蜂窝状结构。

一个碳原子相应的只与非σ键以外的三个碳原子按照相应的顺序连接，而其他的π则相应的与其他的的碳原子的π电子有机地组成构成离域大π键，在这个离域范围内，电子的移动不受限制，因为此特性使得石墨烯导电性能优异。

另一方面，这样的蜂窝状结构也是其他碳材料的基础构成元素。

如图1-1 所示，单原子层的最外层石墨烯覆盖组成零维的富勒烯，任何形状的石墨烯均可以变化形成壁垒状的管状[1]。

因为在力学规律上，受限于二维晶体的波动性，所以任何状态的石墨烯都不是平整存在的，而是稍有褶皱，不论是沉积在最底层的还是不收区域限制的。

，如图1-2 所示，蒙特卡洛模拟（KMC）做出了相应的验证[3]。

上面所提的褶皱范围在横向和纵向上都存在差异，这种微观褶皱的存在会在一定程度上引起静电，所以单层的会很容易聚集起来。

同时，褶皱的程度也会相应的影响其光电性能[3-6]图1-1. 石墨烯:其他石墨结构碳材料的基本构造单元，可包裹形成零维富勒烯，卷曲形成一维碳纳米管，也可堆叠形成三维的石墨[7]。

 Figure 1-1. Graphene: the building material for other graphitic carbon materials. It can be wrapped up into 0D buckyballs, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite[7].图 1-2. 单层石墨烯的典型构象[1]。

石墨烯制造技术研究文献综述

石墨烯制造技术研究文献综述石墨烯是一种由碳原子组成的二维单层晶体材料，具有独特的物理、化学和电学性质。

由于其出色的导电性、热导性和力学性能，石墨烯在各个领域都有广泛的应用潜力。

本文将对石墨烯制造技术的研究现状进行综述，包括其制备方法、表征技术和应用领域等方面的研究进展。

石墨烯的制备方法多种多样，常见的包括机械剥离、化学气相沉积、化学还原法、热解法等。

其中，机械剥离是最早被发现和研究的方法，通过用胶带粘取石墨片的方法，可以得到较大面积的石墨烯薄片。

然而，机械剥离方法的制备效率低，难以实现大规模生产。

化学气相沉积方法利用金属催化剂将碳源气体转化为石墨烯，具有高效、可控性强的优点，广泛应用于实验室和工业生产中。

化学还原法通过还原氧化石墨烯来制备石墨烯，简单易行，但产物质量较低。

热解法则是通过高温热解碳源材料得到石墨烯，制备过程相对复杂，但可以得到高质量的石墨烯。

石墨烯的表征技术主要包括光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱等。

光学显微镜可以用来观察石墨烯的形貌和层数，但无法提供详细的原子级信息。

扫描电子显微镜可以获得更高分辨率的表面形貌信息，透射电子显微镜则可以观察到石墨烯的原子结构。

拉曼光谱是最常用的石墨烯表征技术之一，可以通过测量石墨烯的拉曼散射光谱来确定其层数和结构等信息。

石墨烯的应用领域广泛，包括电子学、光学、能源和生物医学等领域。

在电子学领域，石墨烯具有出色的电子传输性能，可以用于制造高速电子器件和透明导电薄膜等。

在光学领域，石墨烯的宽带隙和强吸收特性使其成为优异的光学材料，可用于制造光电探测器、太阳能电池和光学透镜等。

在能源领域，石墨烯的高导电性和高比表面积使其成为理想的电极材料，可用于制造超级电容器和锂离子电池等。

在生物医学领域，石墨烯具有良好的生物相容性和生物传感性能，可用于制造生物传感器和药物递送系统等。

石墨烯制造技术的研究在过去几十年取得了巨大进展。

各种制备方法和表征技术的不断发展，为石墨烯的应用提供了更多可能性。

石墨烯材料的制备工艺及性能研究

石墨烯材料的制备工艺及性能研究一、引言石墨烯是一种单层碳原子结构的材料，由于其出色的性能，被誉为材料科学领域的“黑马”。

石墨烯具有良好的导电性、高热稳定性、高机械强度、极大比表面积等特性，被广泛应用于电子器件、材料科学、生物医学和能源领域等。

本文将介绍石墨烯的制备工艺及性能研究。

二、石墨烯的制备工艺目前，石墨烯的制备工艺主要分为机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法、热解法等。

下面将对几种典型的制备方法进行详细介绍。

1.机械剥离法机械剥离法是最早发现的一种石墨烯制备方法。

其基本原理是通过石墨片的机械剥离，得到单层石墨烯。

机械剥离法具有简单易行、无污染等优点，但难以实现大面积制备，且石墨片的拆离工具和过程会在程度上影响石墨烯的性能。

2.氧化还原法氧化还原法是一种常用的制备石墨烯的方法。

首先在石墨片上表面氧化，然后通过还原处理，去除氧化物，形成单层石墨烯。

其优点是可以实现大面积制备石墨烯，但还原过程中可能残留有化学物质，影响石墨烯的质量。

3.化学气相沉积法化学气相沉积法是一种制备大面积单层石墨烯的方法。

制备过程中，通过在金属衬底上沉积石墨烯，再通过去除衬底，得到石墨烯膜。

该方法可以制备大面积高质量的石墨烯，但制备过程中要考虑金属衬底对石墨烯性能的影响。

4.热解法热解法是一种可扩展的生产石墨烯的方法。

在该方法中，可以通过简单的化学处理后，将固体、气体或液体中的含碳或含光热稳定原材料加热，制备高质量的石墨烯。

该方法具有低成本、适合大规模生产等优点，但加工温度高容易使石墨烯受到不良影响。

三、石墨烯的性能研究石墨烯具有良好的导电性、高热稳定性、高机械强度、极大比表面积等特性，这些特性决定了石墨烯在不同领域的应用前景。

1.导电性石墨烯具有较高的导电性，其电子迁移率高达10,000 cm2/Vs，可以指望发展新型高性能电子器件。

例如，用石墨烯来替代现有半导体领域中的硅材料，可以大大提高电子器件的性能和功率密度。