石墨烯及其材料综述
石墨烯材料的性质及其应用前景
石墨烯材料的性质及其应用前景石墨烯，是由单层碳原子形成的二维结构，它的厚度只有一个原子的大小。
由于其特殊的物理和化学性质，石墨烯在科学研究和工业领域中有着广泛的应用前景。
本文将探讨石墨烯材料的性质及其应用前景。
一、性质1.电学性质石墨烯材料是一种优良的导电材料。
由于其蜂窝状的晶格结构和高表面积，石墨烯的电阻率相对较低。
同时，由于电子可以在石墨烯的表面自由运动，石墨烯材料具有极高的电子迁移率，这使得这种材料更适合于高速电子器件。
2.力学性质石墨烯的力学性质极其优良。
在各类纳米材料中，石墨烯拥有最高的强度和模量，同时它又是非常柔软的，具有很好的弯曲性。
这些特性已经被广泛应用于构建高强度材料。
3.光学性质石墨烯是一种透明材料，且对各种波长的光谱响应很强，这使得它非常适合用于太阳能电池的制造。
在太阳能电池的应用中，石墨烯可以作为透明导电电极，同时可以替代铜箔作为阴极材料。
4.化学性质石墨烯具有很好的化学稳定性，在大多数溶剂中都能够保持稳定。
由于石墨烯的表面原子非常活泼，因此石墨烯也可以用于吸收有害物质。
这使得它可以成为一种极有价值的污染控制材料。
二、应用前景1.电子产品石墨烯材料在电子领域的应用前景非常广阔。
如今，石墨烯技术已经在液晶显示器、太阳能电池、电极和超级电容器等领域中得到应用。
石墨烯技术也被广泛应用于半导体解决方案、存储设备、太阳能电池和能源储存。
特别是在芯片行业中，石墨烯技术可以为提高芯片的性能和降低成本提供可能。
2.材料科学在材料科学领域中，石墨烯材料的应用前景也非常广阔。
石墨烯可以应用于纳米材料、纤维增强塑料、超材料、粘土纳米复合物和润滑材料等领域，极大地推动了这些领域的发展。
3.健康领域石墨烯还被广泛应用于生命科学领域。
石墨烯可以用于制造药物输送载体、生物医疗传感器、荧光探针和图像对比剂等领域。
这些应用可以改善疾病的诊断和治疗，从而增强对人类健康的保护。
综上所述，石墨烯材料的性质和应用前景都非常优秀，这使得石墨烯技术在未来十年内将会得到更广泛的应用。
石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用
石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用一、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，就凭借其独特的电子结构、优异的物理和化学性质，在科学研究和技术应用中引起了广泛的关注。
本文旨在对石墨烯材料的制备方法以及其在电化学领域的应用进行全面的概述和深入的探讨。
我们将简要介绍石墨烯的基本性质，然后重点论述石墨烯的各种制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等。
随后，我们将详细讨论石墨烯在电化学领域的应用，如锂离子电池、超级电容器、燃料电池等。
通过对这些应用的探讨，我们将揭示石墨烯材料在提高电化学性能、推动电化学领域发展中的重要作用。
我们将对石墨烯材料的应用前景进行展望，以期为未来石墨烯在电化学及其他领域的研究提供参考和借鉴。
二、石墨烯材料的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法以及碳化硅外延生长法等。
机械剥离法：这是最早制备石墨烯的方法，由英国科学家Geim 和Novoselov在2004年首次实现。
他们使用透明胶带对高定向热解石墨进行反复剥离，最终得到了单层石墨烯。
这种方法操作简单，但是制备效率低，且所得石墨烯尺寸不易控制，因此无法满足大规模生产的需求。
化学气相沉积法（CVD）：这是目前制备大面积、高质量石墨烯最常用的方法。
通过在高温条件下，使含碳有机气体（如甲烷）在金属催化剂（如铜、镍）表面分解，生成石墨烯。
这种方法可以制备出大面积、连续的石墨烯薄膜，且可通过控制生长条件来调节石墨烯的层数和质量。
氧化还原法：该方法以石墨为原料，通过强氧化剂（如浓硫酸、高锰酸钾）将石墨氧化成氧化石墨，再经过超声剥离得到氧化石墨烯。
然后，通过还原剂（如氢气、水合肼）将氧化石墨烯还原，最终得到石墨烯。
这种方法制备的石墨烯产量大，成本低，但是所得石墨烯的质量相对较低，含有较多的缺陷和杂质。
碳化硅外延生长法：在高温条件下，使碳化硅中的硅原子升华，剩余的碳原子在基底上重新排列，形成石墨烯。
石墨烯是什么材料
石墨烯是什么材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，其结构类似于蜂窝状的蜂窝状结构。
石墨烯由单层碳原子组成，形成了具有特殊性质的六角形晶格。
石墨烯的发现被认为是一项革命性的进展，因为它具有许多独特的物理和化学特性，使其在许多领域具有巨大的潜力。
首先，石墨烯具有出色的导电性。
由于其独特的结构，石墨烯中的电子可以自由移动，因此具有非常高的电导率。
事实上，石墨烯被认为是已知最好的导电材料之一，甚至比铜还要好。
这使得石墨烯在电子器件和导电材料方面具有巨大的应用潜力。
其次，石墨烯还具有出色的热导率。
由于其结构的特殊性，石墨烯可以有效地传递热量，因此具有很高的热导率。
这使得石墨烯在热管理和散热领域具有广阔的应用前景。
此外，石墨烯还具有出色的机械性能。
尽管它只有一个原子厚度，但石墨烯却非常坚固和耐用。
事实上，石墨烯被认为是已知最坚固的材料之一，具有比钢还要强大的拉伸强度和弹性模量。
这使得石墨烯在材料强度和耐久性方面具有巨大的潜力。
此外，石墨烯还具有许多其他独特的特性，例如光学透明性、化学稳定性和柔韧性等。
这些特性使得石墨烯在许多领域都具有广泛的应用前景，包括电子学、光学、材料科学、生物医学等。
总的来说，石墨烯是一种具有许多独特性质的材料，具有广阔的应用前景。
随着对石墨烯的研究不断深入，相信它将在未来的许多领域发挥重要作用，为人类社会带来巨大的变革和进步。
材料科学中的石墨烯及其应用
材料科学中的石墨烯及其应用石墨烯（graphene）是一种由碳原子构成的二维薄膜材料，具有优异的电学、热学、力学和光学性质。
它的发现和研究将引领未来一系列革命性的应用，例如电子学、储能、化学传感、生物医学和新能源等领域。
本文将探索石墨烯的制备与性质、应用现状以及未来展望。
制备方法石墨烯的制备方法主要有剥离法、化学气相沉积法、化学还原法和机械剥离法等几种。
剥离法是其中最早被发现的一种方法，它通过利用胶带、刮刀或化学剥离剂等手段，将石墨材料中的石墨烯层一层一层剥离下来，非常依赖于操作人员的技巧和经验，而且产量较低、成本较高，因此不适合大规模生产。
化学气相沉积法是利用化学气相沉积设备，在高温下加热并通过低压下控制反应气体流量，最终在载体上生长出石墨烯。
这种方法优点是操作简单、成本低、可大规模生产，但缺点是生产的石墨烯质量不稳定，容易受到外界污染。
化学还原法利用氧化石墨作为前体材料，通过还原方法制备石墨烯。
这种方法步骤较多，需要使用还原剂和高温高压反应，但可以控制石墨烯厚度和材质纯度，因此是制备高质量石墨烯的一种重要方法。
机械剥离法是通过机械剥离设备，将硅基底上的石墨材料与压敏胶带反复粘贴和撕掉，最终获得石墨烯。
这种方法成本低廉、操作简便，但产品质量不如化学气相沉积法制备的石墨烯。
性质特点石墨烯的特点主要体现在以下几个方面：1. 极高的电导率和热导率。
由于石墨烯的电子轨道结构，它可以同时传导电流和热量，相对于传统金属材料，它的电导率和热导率分别可达到它们的200倍和5000倍。
2. 强韧、轻薄、柔软。
石墨烯是一种二维薄膜材料，其最小厚度只有一个碳原子层，非常轻薄和柔软，而且有极高的力学强度和韧性，可以承受极大的拉伸和弯曲。
3. 极高的比表面积和催化活性。
石墨烯的表面积很大，因此可以增强其与周围环境的物理、化学反应，广泛应用于电化学催化、传感器和吸附剂等方面。
4. 光学特性。
由于石墨烯只是一个原子层厚的薄膜，可以使得光线更深层次地穿透其表面，并且可以自由地控制它的光学性质，例如制造纳米光子学器件。
石墨烯材料的研究及其应用前景
石墨烯材料的研究及其应用前景石墨烯材料是近年来备受关注的新材料之一，其优异的物理和化学性质让人们对其应用前景充满期待。
本文将从石墨烯的历史发展、材料性质、研究现状和应用前景四个方面展开论述。
历史发展石墨烯是由英国曼彻斯特大学的两位科学家Kostya Novoselov和Andre Geim于2004年首次成功制备出来的。
而这也使得他们两位获得了2010年度的诺贝尔物理学奖。
虽然石墨烯是近年来才被发现和制备出来的，但是其结构却早在20世纪60年代就已经被理论学家和科学家预测出来。
材料性质石墨烯是一种单层的二维碳材料，由于其极薄、极硬、高强、高导、高透和高稳定性的结构特性，在应用方面具有广泛的潜力。
例如，在电子学、能源、催化剂、生物医学等领域，石墨烯材料都有着极为广泛的应用前景。
对于材料本身的物理性质，石墨烯具有高电导率、高极限电流密度、良好的热导率、非常高的比表面积、高度的机械强度、优异的光学特性和化学稳定性。
此外，石墨烯材料还具有统一理论和严密数学描述，这也为其进行理论设计和实验研究提供了极大的便利。
研究现状石墨烯材料的研究具有极为广泛的领域和应用，因此也成为了当前研究热点之一。
石墨烯可以通过化学气相沉积、机械剥离、化学还原、溶液还原等多种方法进行制备。
在石墨烯的制备过程中，如何保证其质量和单层性是研究的重点之一。
目前，石墨烯的特性和应用方向的研究涉及到物理学、材料科学、化学、生物学、医学等多个领域。
在国外，很多大型公司和机构都投入了大量的精力和研究经费进行石墨烯的制备和应用研究，取得了许多令人瞩目的成果。
例如，三星电子已经研制出了一种采用石墨烯材料制造的显示屏原型，该屏幕能够消耗更少的电能，且具有超高精度的图像显示效果。
应用前景如上所述，石墨烯由于其出色的物理和化学性质，具有极广泛的应用前景。
在电子学领域，石墨烯可用于制备超薄、高速芯片及其它电子器件，例如高性能CMOS器件、高性能FET、透明电极和发光二极管等。
石墨烯负极材料
石墨烯负极材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有许多优异的物理和化学性质，因此被广泛应用在各种领域。
其中，石墨烯作为负极材料在电池领域具有重要意义。
首先，石墨烯具有优异的导电性能。
由于其独特的结构，石墨烯能够实现电子的快速传输，使得电池在充放电过程中能够更加高效地进行能量转化。
与传统的负极材料相比，石墨烯能够显著提高电池的充放电速率和循环寿命。
其次，石墨烯具有高比表面积。
石墨烯的二维结构使得其具有非常大的比表面积，这意味着更多的电解质能够与石墨烯表面发生反应，从而提高了电池的能量密度和功率密度。
这对于电动汽车等需要高能量密度的应用来说尤为重要。
此外，石墨烯还具有优异的机械性能和化学稳定性。
这使得石墨烯负极材料能够在复杂的电池环境下保持稳定的性能，不易发生损坏和老化，从而延长了电池的使用寿命。
总的来说，石墨烯作为负极材料在电池领域具有巨大的潜力。
随着石墨烯制备技术的不断进步和成本的降低，相信石墨烯负极材料将在未来得到更广泛的应用，为电池技术的发展带来新的突破。
综述石墨烯的制备与应用
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。
石墨烯的物理性质及其应用
石墨烯的物理性质及其应用石墨烯是由碳原子组成的二维材料，具有许多特殊的物理性质，如高导热性、高电导性、高透明度、高强度等，因此在科学研究和工业应用领域备受关注。
一、石墨烯的物理性质1.高导热性石墨烯具有超高的导热性能，可达到3000W/m·K，是传统导热材料的100倍以上。
2.高电导性石墨烯也具有超高的电导性，约为1000000S/m，是铜的约10倍。
3.高透明度石墨烯是一种几乎透明的材料，可透过大部分的可见光，透过率可达97.7%。
4.高强度石墨烯的强度非常高，其弹性模量约等于1300GPa，是钢的200倍。
5.独特的电子结构石墨烯具有独特的电子结构，呈现出带有马约拉纹的能带结构，使得其在电子输运方面具有非常特殊的性质。
二、石墨烯的应用1.半导体由于石墨烯拥有独特的电子结构和优异的电传输性能，因此可以应用于半导体领域，有望取代硅元件，开启下一代电子器件领域。
2.能源石墨烯的高导热性和高电导性，使其可以应用于能源领域。
比如可以用于太阳能电池、燃料电池等。
3.生物医疗石墨烯具有优异的生物相容性和生物降解性，可能成为未来生物医药领域的新材料。
可以应用于传感器、病毒检测、药物传递等领域。
4.航空航天石墨烯的高强度和轻质特性，使其成为理想的航空航天材料。
可以应用于制造飞机、火箭等部件。
5.3D打印石墨烯的高强度、高导电性和高导热性，使其成为3D打印领域的前景材料。
可以应用于打印电子器件、生物医学器械等。
综上所述，石墨烯具有许多优异的物理性质和应用前景。
在未来的科技发展中，石墨烯将成为一个备受关注的领域，许多应用将被推广和拓展。
石墨烯材料及其应用
石墨烯材料及其应用石墨烯是由碳原子组成的一种单层蜂窝结构的材料。
它具有独特的物理、化学和电学性质，因此被广泛研究和应用。
本文将介绍石墨烯的制备、性质以及一些应用。
制备方法目前，石墨烯的制备方法主要有化学还原法、机械剥离法和气相沉积法等。
其中，化学还原法是制备石墨烯的主要方法之一。
该方法使用氧化石墨作为原料，在还原剂的作用下，将氧原子还原成水蒸气，生成石墨烯。
机械剥离法是将厚度较大的石墨片在化学处理的条件下剥离出单层的石墨烯。
气相沉积法是在一定的气氛下将石墨烯的原材料加热，使其分解放出碳原子，在基底上沉积成石墨烯层。
性质特点石墨烯的特殊结构使其具有出色的性质。
石墨烯呈现出单层结构，其蜂窝状的结构非常稳定，使其强度、刚度以及柔韧度都优于其他同类材料。
另外，石墨烯的导电性和热导率极高，是铜的200倍和等同于金属铜的半导体材料。
这些属性使得石墨烯能够广泛应用于电池、太阳能电池、智能电网、物联网、光电器件、生物传感器和纳米机器人等领域。
应用领域电池领域石墨烯具有极高的导电性和热导率，因此可用于制备高性能的电池。
与传统的电池相比，石墨烯电池的能量密度更高，具有更长的使用寿命。
石墨烯电池还可以在低温下工作，这使得其在极地、太空和海洋等恶劣环境下有广泛的应用前景。
光电器件领域石墨烯是一种半导体材料，因此其在光电器件的应用中有着巨大的潜力。
例如，石墨烯可以用于太阳能电池，利用其高的光吸收和导电性可以提高太阳能电池的效率。
此外，石墨烯还可以用于红外探测器、可伸缩光电子器件、高亮度LED和光通信等领域。
生物传感领域石墨烯的高表面积和生物相容性使其成为生物传感器的理想材料。
它可以作为一种基础平台，制备各种基于光、电、热和生物识别的传感器。
例如，石墨烯基的传感器可以用于血糖检测、癌症诊断、细胞检测和药物筛选等应用。
总结石墨烯是一种具有独特性质的材料，其制备技术发展迅速，并在多个领域得到广泛应用。
虽然石墨烯在制备、应用和商业化方面仍有很多挑战，但由于其出色的物理、化学和电学性质，石墨烯在未来的应用领域将有更多的发展空间。
石墨烯材料简介
石墨烯材料简介在构成纳米材料的众多元素中，碳元素值得我们格外重视。
作为自然界中性质最为奇特的元素，碳（C）在原子周期表中的序号为六，属于第Ⅳ族。
碳原子一般是四价的，最外层有4个电子，可与四个原子成键。
但是其基态只有两个单电子，所以成键时总是要进行杂化。
由于较低的原子序数，碳原子对外层电子的结合力强，表现出较高的键能，容易形成共价键，故自然界中碳元素形成的化合物形式丰富多彩。
关于碳与碳原子之间或碳与其它原子间以共价键相结合，有杂化轨道和分子轨道的理论。
在形成共价键过程中，由于原子间的相互影响，同一个原子中参与成键的几个能量相近的原子轨道可以重新组合，重新分配能量和空间方向，组成数目相等的，成键能力更强的新的原子轨道，称为杂化轨道。
在有机化合物中，碳原子的杂化形式有三种：sp3、sp2和sp杂化轨道。
以甲烷分子（CH4）为例，碳原子在基态时的电子构型为1S22S22Px12Py12Pz0按理只有2px和2py可以形成共价键，键角为90°。
但实际在甲烷分子中，是四个完全等同的键，键角均为109°28′。
这是因为在成键过程中，碳的2s轨道有一个电子激发到2Pz轨道，3个p轨道与一个s轨道重新组合杂化，形成4个完全相同的sp3杂化轨道。
每个轨道是由s/4与3P/4轨道杂化组成。
这四个sp3轨道的方向都指向正四面体的四个顶点，轨道间的夹角是109°28´。
得益于碳原子丰富多样的键合方式和强大的键合能力，氧、氢、氮等各种元素被有机的组合在一起，形成碳的化合物，最终构成了令人惊叹的生命体。
碳元素广泛存在于自然界，其独特的物性和多样的形态随着人类文明的进步而逐渐被发现。
由于碳原子之间不同的杂化方式，能形成结构和性质迥异的多种同素异型体，其中最为人知的存在形式是金刚石和石墨。
当每个碳原子与四个近邻碳原子以共价键结合（sp3杂化）时，形成各向同性的金刚石。
此时，四个价电子平均分布在四个轨道中，形成稳定的σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。
石墨烯的研究与应用综述、产业现状
石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯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，是最薄的二维材料，单层的厚度仅0.335nm。
石墨烯可塑性极大，是构建其他维数碳材料的基本单元，可以包裹成零维的富勒烯结构，卷曲成一维的碳纳米管，以及堆垛成三维的石墨等。
石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但直至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，利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体，二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯具有一些奇特的物理特性：导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度能够达到光速的1/300，是世界上电阻率最小的材料。
良好的导热性：石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石，单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度，远高于金属中导热系数高的银、铜等。
极好的透光性：石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过。
超高强度：石墨烯被证明是当代最牢固的材料，硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，可以弯曲。
超大比表面积：石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积)，这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
石墨烯特殊的结构形态，具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性，这些极端特性使其拥有巨大发展空间，应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。
机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法；化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。
微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，可获得高品质石墨烯，且成本低，但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制，不适合量产；取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨烯性能令人满意，但往往厚度不均匀；加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯，是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法，但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
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。
石墨烯及其材料综述
关于石墨烯和石墨烯复合材料的综述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。
自从2004 年发现以来，研究者对这种材料在未来技术革命方面提出了大量的建设性创意，石墨烯被认为是未来能够取代硅的一种新型电子材料。
石墨烯是只有一个原子厚的结晶体，具有超薄、超坚固和超强导电性等特性，其优异的电学、热学和力学性能，在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用价值引起了科学界新一轮的“碳”热潮。
它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬，仅仅是一个原子的厚度，并形成了高质量的晶体格栅，石墨烯的结构，是由碳原子六角结构紧密排列构成的二维单层石墨，是构造其他维度碳质材料的基本单元。
它可以包裹形成0 维富勒烯，也可以卷起来形成一维的碳纳米管，同样，它也可以层层堆叠构成三维的石墨。
石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。
这种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。
大量制备尺寸、厚度可控的石墨烯材料对石墨烯基材料的应用具有重要的意义。
制备石墨烯可以归结为两个基本的思路：一是以石墨为原料，通过削弱以及破坏石墨层间的范德华力来剥开石墨层从而得到石墨烯：二是基于活性碳原子的定向组装，“限制”碳原子沿平面方向生长。
基于上述思想，化学剥离法、SiC 表面石墨化法和金属表面外延法等一些新的方法相继被报道。
本人通过大量的归纳总结，共总结出以下七种方法。
机械剥离法就是利用机械力，将石墨烯片从具有高度定向热解石墨(Highly Oriented Pyrolytic Graphite, HOPG）表面剥离开来。
石墨烯复合材料的研究及其应用综述
石墨烯复合材料的研究及其应用任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。
本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。
并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料Research and Application of Graphene compositesABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials.Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。
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。
石墨烯的性质及其应用
石墨烯的性质及其应用石墨烯（Graphene）是一种新型的碳材料，由加拿大华裔诺贝尔物理学奖获得者、曾获得“爱因斯坦奖”的安德烈·海姆发现并提出。
石墨烯的发现，不仅是新型材料科学中的一次突破，更是开启了科学研究的新领域。
本文将着重介绍石墨烯的性质及其应用。
一、石墨烯的性质石墨烯是一种类似于石墨结构的一层碳原子构成的二维晶体，是一种非常薄的材料，只有原子的厚度，但是具有极高的强度和导电性。
石墨烯的基本结构是由晶格上的碳原子通过σ键和π键结合形成的，由于π键很强，使得石墨烯在普通条件下非常稳定。
石墨烯呈现出多种独特的性质，如强度和刚度，高导电性和热电性以及磁性等，这些性质使石墨烯成为一种理想的材料用于各种新型电子器件的制备。
二、石墨烯的应用1. 电子器件石墨烯的高导电性和热电性使它成为一种理想的电子器件制备材料，例如石墨烯晶体管，石墨烯集成电路和石墨烯探测器等，可以用于生产更快速和更节能的设备。
此外，石墨烯的支撑膜可以用于柔性电子器件，这种电子器件具有高度可曲性和摆动性，可以在很大程度上扩大制造电子器件的应用范围。
2. 能源和环保石墨烯的高导电性和热电性使得它成为一种很好的电池和超级电容器的电极材料，而且能使电池的使用寿命更长，容量更大。
石墨烯还可以用作太阳能电池，可以更有效地收集太阳能，对能源的开发将起到积极的作用。
此外，石墨烯还可以用于水处理，以及空气和水污染检测等应用。
3. 生物医学石墨烯的高度稳定性和生物相容性使得它成为一种理想的生物医学应用材料，例如石墨烯纳米药物载体，可以用于癌症和其他疾病的治疗，具有更广泛的临床应用前景。
此外，石墨烯还可以用于蛋白质分离和生物传感器等应用。
三、总结石墨烯是一种非常薄，但具有极高强度，导电性和热电性等多种独特性质的碳材料，其应用前景十分广泛。
石墨烯可以用于各种电子器件的制备，生产更快速和更节能的设备，同时也是一种优异的能源材料和生物医学应用材料。
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]。
石墨烯在道路材料中的应用与研究综述
石墨烯在道路材料中的应用与研究综述石墨烯是一种由碳原子通过排列成的单层形式，具有许多独特的物理和化学性质。
由于其高导电性、高导热性、机械强度和柔韧性，石墨烯被广泛应用于各种领域，包括能源、电子、生物医学和材料科学。
近年来，石墨烯在道路材料中的应用也引起了人们的关注，并吸引了许多研究者的兴趣。
本文旨在对石墨烯在道路材料中的应用与研究进行综述，并展望其在未来的发展潜力。
石墨烯在道路材料中的应用可以分为两个方面，一是作为增强材料，二是作为添加剂。
石墨烯由于其出色的机械性能，可以用作道路材料的增强剂，用于提高材料的强度和耐久性。
石墨烯还可以作为添加剂，用于改善道路材料的导电性、导热性、耐磨性等性能。
石墨烯作为增强材料的应用在道路材料中的研究已经取得了一些进展。
研究表明，添加石墨烯能够显著提高道路材料的力学性能。
有研究表明，添加石墨烯可以显著提高沥青混凝土的抗压强度和抗弯强度。
石墨烯还可以提高道路材料的抗裂性能，延长其使用寿命。
石墨烯还可以作为添加剂，用于改善道路材料的导电性和导热性。
由于石墨烯具有优异的电导率和热导率，将其添加到道路材料中可以提高材料的导电性和导热性，从而降低道路的结冰概率，提高道路的安全性。
石墨烯还可以用于改善道路材料的耐磨性。
研究表明，添加石墨烯可以显著降低道路材料的摩擦系数，减少车辆对道路的磨损，延长道路的使用寿命。
石墨烯在道路材料中的应用具有广阔的发展前景。
目前仍然存在一些挑战和障碍，需要进一步研究和解决。
石墨烯的生产成本仍然较高，限制了其在道路材料中的大规模应用。
石墨烯在道路材料中的分散性和稳定性也需要进一步完善。
未来的研究应该集中在降低石墨烯的生产成本，改善其在道路材料中的分散性和稳定性，推动其在道路材料中的实际应用。
在未来，随着石墨烯材料的不断改进和技术的不断进步，相信石墨烯在道路材料中的应用将会得到进一步的推广和应用。
它将不仅能够提高道路材料的力学性能、导热性能、导电性能和耐磨性能，同时还可以延长道路的使用寿命，降低道路维护成本，提高道路的安全性和可持续性。
石墨烯综述
石墨烯综述概要：自2004年石墨烯横空出世，便引起全世界科学家的关注。
随着研究的一步步深入，石墨烯的各项有点更是引起世界的惊叹。
第一次成功制备出石墨烯的两位科学家安德烈·K·海姆和康斯坦丁·沃肖洛夫也在2010年夺得诺贝尔物理学奖。
本文从石墨烯的发现，结构，特性，制备及应用几个方面出发，对石墨烯做了一次比较简单，全面的综述。
关键字：石墨烯，发现，结构，特性，制备，应用一，发现及研究进展斯哥尔摩2010年10月5日电瑞典皇家科学院5日宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·K·海姆和康斯坦丁·沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等利用胶带法制备出了石墨烯。
一问世，就受到广泛关注，对石墨烯的研究也越来越深入，石墨烯独特的碳二维结构，优越的性能，广泛的应用前景更是吸引了全世界科学家的目光。
可以说自2004年石墨烯横空出世，便轰动了整个世界，引起了全世界的研究热潮。
如今已过去五年，对石墨烯的研究热度却依然不减。
在短短的五年时间内，仅在Nature 和Science 上发表的与石墨烯相关的科研论文就达40 余篇。
新闻发布会上，美联社记者问及石墨烯的应用前景，海姆回答，他无法作具体预测，但以塑料作比，推断石墨烯“有改变人们生活的潜力”。
二，石墨烯的结构石墨是三维（或立体）的层状结构，石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于分子晶体。
但是，由于同一平面层上的碳原子间结合很强，极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质也稳定，其中一层就是石墨烯。
石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维结构，即石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。
这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。
石墨烯简介
readme tian sen :石墨烯应用部分前五个可以适当删除。
1综述石墨烯2石墨烯的制备方法3石墨烯的特性1、石墨烯简介1、石墨烯定义石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
2、石墨烯研究历史实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。
石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
石墨烯在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。
不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。
因此，在随后三年内, 安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。
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体物理学学术界。
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。
石墨烯是富勒烯（0维）、碳纳米管（1维）、石墨（3维）的基本组成单元，可以被视为无限大的芳香族分子。
二、制备方法1、撕胶带法发现石墨烯使用的方法2、机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料的方法。
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关于石墨烯和石墨烯复合材料的综述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。
自从2004年发现以来，研究者对这种材料在未来技术革命方面提出了大量的建设性创意，石墨烯被认为是未来能够取代硅的一种新型电子材料。
石墨烯是只有一个原子厚的结晶体，具有超薄、超坚固和超强导电性等特性，其优异的电学、热学和力学性能，在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用价值引起了科学界新一轮的“碳”热潮。
它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬，仅仅是一个原子的厚度，并形成了高质量的晶体格栅，石墨烯的结构，是由碳原子六角结构紧密排列构成的二维单层石墨，是构造其他维度碳质材料的基本单元。
它可以包裹形成0维富勒烯，也可以卷起来形成一维的碳纳米管，同样，它也可以层层堆叠构成三维的石墨。
石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。
这种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。
大量制备尺寸、厚度可控的石墨烯材料对石墨烯基材料的应用具有重要的意义。
制备石墨烯可以归结为两个基本的思路：一是以石墨为原料，通过削弱以及破坏石墨层间的范德华力来剥开石墨层从而得到石墨烯：二是基于活性碳原子的定向组装，“限制”碳原子沿平面方向生长。
基于上述思想，化学剥离法、SiC 表面石墨化法和金属表面外延法等一些新的方法相继被报道。
本人通过大量的归纳总结，共总结出以下七种方法。
机械剥离法就是利用机械力，将石墨烯片从具有高度定向热解石墨(HighlyOriented Pyrolytic Graphite，HOPG)表面剥离开来。
2004年，Novoselov等[7]运用这一简单而有效的方法，首次制备并确认石墨烯的存在。
他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。
不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
机械剥离法是制备石墨烯最为直接的方法。
此方法可以获得的石墨烯尺寸可达100 μm且具有最高的质量，适用于研究材料的基本性质(导电性)。
但是低产率和尺寸不易控制等缺点使该方法仅适用于实验室的基础研究。
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是制备纳米材料的有效方法。
采用一定化学配比的反应气体为反应物，在特定激活条件下，通过气相化学反应可在不同的基片表面生成石墨烯膜层。
该方法获得的石墨烯面积大且厚度容易控制，改变基底的类型可以与现有的半导体制造工艺兼容。
常用的基底为金属如Ni，Cu等。
Kim首先在Soil /Si衬底上沉积厚度为300 nm的金属Ni，然后将样品放置于石英管内，在氩气气氛下，加热到1000 ℃，再通入流动的混合气体(CH /H /Ar=50/65/200)，最后在氩气气氛下,快速冷却(冷却速率为～10℃.S-1)样品至室温，即制得石墨烯薄膜。
Ruoff等[9]以CH +H 为反应物，以Cu片为基质合成高质量石墨烯膜。
化学气相沉积法有两个明显的优势:一是此方法获得的产品中单层石墨烯比例大。
二是可以获得大尺寸的产品，从而保证了石墨烯样品的结晶完整度。
但是该方法需要使用高质量的金属基底和复杂的反应过程使其成本较高，同时其产量较低(限于基片的大小)，不利于其在电催化领域的应用。
2.1.3表面外延生长法以SiC为基底外延生长是制备高质量石墨烯的有效方法。
早在19世纪90年代中期，研究者就已发现，加温至一定的温度后(通常在1000 ℃以上) ，SiC 中的Si原子将被蒸发出来，余下的碳原子重排生成晶态纳米碳。
由于碳化硅的平面结构对碳原子的组装有限域作用，因此研究者发现该过程可应用于石墨烯的制备。
J．Hass等报道在真空条件下将4H－SiC上长出石墨烯材料。
Geogia理工学院的W．A．deHeer教授发现，在4H－SiC(000－1)外延生长的多层石墨烯具有单层石墨烯的一些特性;与在SiC表面外延生长石墨烯相类似，利用热循环法以富含C的金属Ru(0001)面为模板，在Ru原子上也可以种出高质量的石墨烯。
2.1.4氧化石墨还原法1960年，有文献报道利用KClO 和HNO 可以使石墨层深度氧化，获得氧化石墨(GO)。
石墨层被氧化成亲水的石墨烯氧化物，石墨层间距由氧化前的0.35 nm增加到0.7～1 nm，经加热或在水中超声剥离很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。
GO与石墨烯具有类似的平面结构，以其为前体采用适当的还原方法可以使其表面的功能团消除，获得石墨烯材料。
Ruoff研究组在这方面做了大量的工作。
以水合肼为溶剂和还原试剂，制备了稳定的还原石墨烯的分散液。
研究中发现，还原石墨烯的稳定性和导电性与肼的浓度有密切的关系。
以浓度低的肼为还原试剂所得的石墨烯分散液稳定性差，水合肼在作为还原试剂的同时还起到保护剂的作用。
此外，他们还通过改变肼溶液的浓度和成分来控制石墨烯薄层的面积。
Zhang等发现在浓的KOH(NaOH) 溶液中，氧化石墨表面的功能团可被逐渐的消除，从而获得石墨烯材料。
现在化学剥离分散法成为大规模制备石墨烯的一种重要的方法。
此方法存在的缺点是石墨烯片容易发生皱褶或折叠。
另外，由于不能彻底消除石墨烯片上的官能团，所以化学剥离分散法制得的石墨烯片厚度较大，一般在1 nm以上。
同时，在氧化石墨制备中需使用强氧化剂破坏石墨层间的范德华力，这导致氧化石墨的结构中引入了大量的缺陷。
采用常规的还原方法很难恢复这些缺陷，因而制备的石墨烯缺陷较多、导电性差，使其在电极材料中的应用受到一定程度的限制。
N. Liu等采用高纯石墨棒为电极，电极距离为6.0 cm，在不同的电解液体系下施加电压，使阳极石墨片层剥落，获得均一的石墨烯溶液体系。
实验对不同的电解液体系下所制的的石墨烯进行溶解性和导电性比较，并对制得的石墨烯的厚度进行了汇总。
MingZhou采用将氧化石墨喷涂到导体或绝缘衬底上，在电化学的作用下还原氧化石墨，得到O/C原子比小于6.25%的还原层，厚度可以从单层到几微米不等淬火是工业上使钢强化的基本手段之一。
在淬火过程中，物质的表面温度下降速度快于内部温度，内外的温度差产生的“应力”可以使物质的表面容易出现裂痕。
对于三维的石墨碳来讲，如果这种应力足够大的话，就可以使石墨的层－层发生有效的剥离，从而获得石墨烯。
Lee等以HOPG为原料，以碳酸氢铵溶液为媒介，采用淬火技术成功的制备了单层和几层石墨烯。
制备中无需使用胶带等从而使所得石墨烯表面很干净，同时该方法可在短时间内获得大尺寸的石墨烯材料，与微机械剥离法相比具有明显的优势。
但是在制备中需要使用较为昂贵的HOPG作为原料，从而使成本增加。
膨胀石墨价格低廉，由于层间含有插层的无机离子，膨胀石墨层间距较大，层间作用力较弱，更容易剥离。
为了使膨胀石墨有效剥离，采用合适的淬火媒介十分必要。
首先，淬火介质应该容易进入膨胀石墨的层间，从而使其有效的剥离;其次，淬火介质应具有一定的还原能力，使膨胀石墨表面的基团得以还原，提高产品的导电性。
以氨水和肼为淬火介质，以廉价的膨胀石墨为原料，采用淬火方法可以制备高质量的石墨烯。
导电原子力表征指出该方法制备的石墨具有优异的导电性，大约为氧化石墨还原法制备的石墨烯的几十倍。
通过反复的淬火处理，80%的膨胀石墨可转化为石墨烯和多层石墨烯。
固相热解是大量制备石墨化纳米碳材料的有效方法。
该过程使用的原料为含有Fe、Co、Ni的聚合物。
由于Fe、Co、Ni元素对碳的晶化有促进作用，可在较低的温度下获得石墨化纳米碳材料。
选择合适的碳源以及调节碳源和催化剂之间的作用对可控制备晶态纳米碳十分必要。
离子交换树脂丰富的孔道内有大量的极性基团，这些基团可以与多种类型的金属离子(配离子)相互作用，从而可以将金属催化剂前体引入到树脂骨架。
通过调节树脂和金属催化剂前体的类型，可以成功的制备石墨化碳纳米胶囊、纳米带以及厚的纳米片层。
分析证明所得碳的形貌与碳源的结构以及催化剂的用量密切相关。
而且发现催化剂的致密排列有助于形成厚的片层结构。
通过进一步加大催化剂的引入量，利用密堆积Fe粒子的限域作用以及Fe3C的生成－分解过程发现，可以得到大量的薄的碳纳米层－即石墨烯。
天然石墨不亲水也不亲油，由天然石墨剥离所得的片层石墨烯如果在还原之前不经过化学处理，在还原过程中也会很快地聚集在一起，重新生成块状石墨，很难得到所想要的片层石墨烯。
即使得到少量的片层石墨烯也会具有不亲水、不亲油的性质，这样的性质同样使其不能很好地与其它材料进行复合，限制了石墨烯的广泛应用，其复合材料也不能充分发挥石墨烯优越的性能。
化学法制备的石墨烯是由氧化石墨还原所得，氧化石墨片层结构周边含有羰基、羧基，中间含有羟基和环氧基等高活性的含氧官能团，可以利用这些官能团对具有卓越性能的石墨烯进行接枝、包覆等化学处理。
文献报道用于表面改性的活性剂主要有阳离子表面活性剂、有机异氰酸酯、长链脂肪族胺、烷基胺和氨基酸等。
Lerf等制备并研究了大量化学改性的氧化石墨衍生物，证实对这种氧化石墨的官能团进行改性是可行的。
Mat-suo课题组一直致力于研究氧化石墨插层衍生物的制备，先后采用阳离子表面活性剂和烷基胺等实现了对氧化石墨的插层。
近几年，他们又用氯硅烷类和乙氧基硅烷类等对氧化石墨进行甲基烷基化处理，成功实现了丁基胺插层氧化石墨的甲基烷基化，并通过生色团的嫁接制成了荧光薄膜材料。
Sasha S等用异氰酸酯对片层氧化石墨进行化学接枝，由于片层氧化石墨表面含有大量羟基，使此反应顺利进行。
完全反应后，再对此衍生物用联氨进行还原，利用AFM表征所得到的衍生物，其厚度大约只有1 nm。
此种石墨烯接枝上一定数量的烷基后具有亲油性，可与大多数聚合物充分混合均匀。
Sandip N等利用相同的方法成功地制备出接枝的片层石墨烯G-CONH (CH2)17 CH3，其片层厚度约为5Å。
Yongchao Si等先用硼氢化钠还原片层石墨烯周边的羧基和羰基，然后与对氨基苯磺酸在冰浴中反应2 h，成功地将磺酸基接枝到片层氧化石墨上，再对所得物质用联氨在100 ℃条件下还原24 h，得到的片层石墨烯在水中的溶解度为2mg/ml．。
国内外的研究表明，对氧化石墨特性官能团进行有目的的表面改性和利用插层活性剂撑开氧化石墨层间距都有利于有机溶剂中的氧化石墨膨胀剥离为氧化石墨烯，形成纳米级分散体系。