的石墨烯制备方法

用mL超纯水稀释后，加入mL%的过氧化氢溶液，用以的石墨烯制备方法还原剩余的高锰酸钾，使其变成无色可溶的硫酸锰。倒入含%HO的冰中，有大量气泡生成，呈亮黄色，加入乙醇后过滤，并用%盐酸洗涤，再用三蒸水洗涤至中性。包括微机械剥离法外延生长法化学气相沉淀CVD法和氧化石墨的石墨烯制备方法还原法在内的众多制备方法目前仍不能满足产业化的要求。特别是产业化要求石墨烯制备技术能稳定低成本地生产大面积纯度高的石墨烯，这一制备技术上的问题至今尚未解决。微机械剥离法是用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其他表面上进行多次剥离，最终得到单层或数层的石墨烯。年，Geim，Novoselov等是通过此方法在世界上首次得到了单层石墨烯，证明了二维晶体结构在常温下是可以存在的。

制备方法

碳化硅外延生长法是指在高温下加热SiC单晶体，使得SiC表面的Si原子被蒸发而脱离表面，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。金属催化外延生长法是在超高真空条件下将碳氢化合物通入到具有催化活性的过渡金属基底如PtIrRuCu等表面，通过加热使吸附气体催化脱氢从而制得石墨烯。气体在吸附过程中可以长满整个金属基底，并且其生长过程为一个自限过程，基底吸附气体后不会重复吸收，因此，所制备出的石墨烯多为单层，且可以大面积地制备出均匀的石墨烯。化学气相沉淀CVD法：潜力的大规模生产方法CVD法被认为最有希望制备出高质量大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜潜力的方法。

化学气相沉淀CVD法具体过程是：将碳氢化合物甲烷乙醇等通入到高温加热的金属基底CuNi表面，反应持续一定时间后进行冷却，冷却过程中在基底表面便会形成数层或单层石墨烯，此过程中包含碳原子在基底上溶解及扩散生长两部分。

该方法与金属催化外延生长法类似，其优点是可以在更低的温度下进行，从而可以降低制备过程中能量的消耗量，并且石墨烯与基底可以通过化学腐蚀金属方法容易地分离，有利于后续对石墨烯进行加工处理。但该过程所制备出的石墨烯的厚度难以控制，在沉淀过程中只有小部分可用的碳转变成石墨烯，且石墨烯的转移过程复杂。其具体操作过程是先用强氧化剂浓硫酸浓硝酸高锰酸钾等将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程在石墨层间穿插一些含氧官能团，从而加大了石墨层间距，然后经超声处理一段时间之后，可形成单层或数层氧化石墨烯，再用强的石墨烯制备方法还原剂水合肼硼氢化钠等将氧化石墨烯的石墨烯制备方法还原成石墨烯。其他制备石墨烯的方法的石墨烯制备方法还有碳纳米管切割法石墨插层法离子注入法高温高压HPHT生长法爆炸法以及有机合成法等。虽然化学气相沉淀法和氧化的石墨烯制备方法还原法可以大量的制备出石墨烯，但是化学气相沉淀法在制备后期，对于石墨烯的转移过程比较复杂，而且制备成本较高，另外基底内部C生长与连接往往存在缺陷。

石墨烯制备方法

利用氧化的石墨烯制备方法还原法在制备时，由于单层石墨烯非常薄，容易团聚，导致降低石墨烯的导电性能及比表面积，进一步影响其在光电设备中的应用，另外，氧化的石墨烯制备方法还原过程中容易引起石墨烯的晶体结构缺陷，如碳环上碳原子的丢失等。石墨烯的各种性能只有在石墨烯质量很高时才能体现，随着层数的增加和内部缺陷的累积，石墨烯诸多优越性能都将降低。年，英国曼彻斯特大学的Geim等使用将胶带粘在一块石墨上然后再撕下来的简单方法，首次制备并观察到单层石墨烯。开启了石墨烯材料的研究热潮，石墨烯具有理想的单原子层二维晶体结构，由六边形晶格组成，这种特殊的结构赋予了石墨烯材料独特的热学力学和电学性能。目前，已经将石墨烯应用于锂离子电池电极材料超级电容器太阳能电池电极材料储氢材料传感器光学材料药物载体等方面，展示了石墨烯材料广阔的应用前景。

石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料植被研究的兴趣，石墨烯材料的制备方法已报道的有：机械剥离法化学氧化法晶体外延生长法化学气相沉积法有机合成法和碳纳米管剥离法等。微机械剥离法年，Geim等首次用微机械剥离法，成功地从高定向热裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剥离并观测到单层石墨烯。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，目前只能作为实验室小规模制备。

方法制备

化学气相沉积法化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition，CVD)首次在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破(参考化学气相沉积法制备高质量石墨烯)。

CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉，通入含碳气体，如：碳氢化合物，的石墨烯制备方法在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。用CVD法可以制备出高质量大面积的石墨烯，但是理想的基片材料单晶镍的价格太昂贵，这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。氧化-的石墨烯制备方法还原法氧化-的石墨烯制备方法还原法制备成本低廉且容易实现，成为制备石墨烯的方法，而且可以制备稳定的石墨烯悬浮液，解决了石墨烯不易分散的问题。氧化-的石墨烯制备方法还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO)，经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨)，加入的石墨烯制备方法还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基环氧基和羟基，得到石墨烯。氧化-的石墨烯制备方法还原法被提出后，以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的最简便的方法，得到广大石墨烯研究者的青睐。Ruoff等发现通过加入化学物质例如二甲肼对苯二酚硼氢化钠(NaBH)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基团，能得到石墨烯。

氧化-的石墨烯制备方法还原法的缺点是宏量制备容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷，例如，五元环七元环等拓扑缺陷或存在-OH基团的结构缺陷，这些将导致石墨烯部分电学性能的损失，使石墨烯的应用受到限制。溶剂剥离法溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯，整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷，为其在微电子学多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。溶剂热法溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中，采用有机溶剂作为反应介质，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度)，在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。笔者在以上基础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法，并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势，取长补短，解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题，完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点，也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。chvacuumcompplication/film/042909更多与真空镀膜石墨烯相关的文章请阅读：真空镀膜：chvacuumcompplication/film/七十多年前，Landau和Peierls认为严格的二维晶体在热动力学上是不稳定的，所以不能实际存在。

他们的理论指出低维晶格中扩散的热波动会导致原子的明显移位，且这个移位在有限温度下可以与原子间距相比拟，从而导致了这种晶格的不稳定。因而，在之后很长的一段时间，二维原子单层只是被认为是构建三维结构的单元，并且只可以在晶格匹配的单晶材料上外延生长获得。这些单层的石墨或其他的二维晶体不仅能够在非晶衬底上获得，的石墨烯制备方法还可以在悬浮液中存在，甚至可以做成悬挂着的状态。单层石墨具有很好的输运性质，载流子可以在电子与空穴之间进行连续的调制，载流子浓度可以到达cm-，载流子迁移率μ使在一般的室温条件下也可达cmV-s-，可拥有很好的二极电场效应，如图-所示。并且载流子迁移率μ基本不受温度影响，使在室温下也主要受杂志散射的影响，所以有很大的提升空间，可能提升为cmV-s-。虽然有些半导体（如InSb）也有高达cmV-s-的室温载流子迁移率，但是要求是未掺杂的体材料半导体。

单层石墨的石墨烯制备方法还具有量子霍尔效应（QHE），且在室温下仍能观测到此量子现象，把量子霍尔效应能发生的温度范围扩展了一个量级。在凝聚态物理中，薛定谔方程可以用来解释大部分的现象，但是对于单层石墨是个例外，因为的石墨烯制备方法的载流子近似于相对论的粒子，所以倾向于用狄拉克方程来解释。另外，对于单层石墨的应用来说，如何能在Dirac点打开一个带隙对于石墨烯在器件方面的应用具有很重要的意义，有很多人已经在实验上实现了这一点。到目前为止，关于单层石墨的制备已经发展出了很多方法：微机械分离法，氧化石墨的石墨烯制备方法还原法，SiC热解外延生长法，化学气相沉积法等。

最开始采用的方法便是微机械分离法，通过机械力把单层石墨片从石墨晶体中剥离出来，这种方法获得的单层石墨片比较完整，却无法控制单层石墨的尺寸大小。氧化石墨的石墨烯制备方法还原法是把氧化的石墨超声到水中，再加入肼作为的石墨烯制备方法还原剂进行回流获得的，这种方法虽可以大量生产单层石墨，虽然肼是一种强的石墨烯制备方法还原剂，但是由于被氧化的石墨较难被的石墨烯制备方法还原，从而导致其电学性能不足。SiC热解法是利用Si和C饱和蒸汽压的不同，通过加热单晶H-SiC脱去Si，从而得到SiC表面得到单层石墨的方法，这种方法得到的单层石墨受衬底影响大，C层上的单层石墨有着不错的导电能力，然而Si层上的单层石墨导电性会受到很大影响，并且这种方法生长的单层石墨很难从衬底上分离。化学气相沉积法是用金属或金属化合物放在不同衬底表面作为催化剂，在反应腔体内充入含碳的气体，并在高温下把石墨烯沉积到衬底上的方法，这种方法可以实现大规模的石墨烯制备，当然仍存在一些不足之处，比如这种方法制备的石墨烯没有表现出量子霍尔效应，如何选取合适的衬底也是一个难题。中科院苏州纳米所与中科院物理所提出高密度三维石墨烯制备新方法本报讯（通讯员李伟伟）近日，中科院苏州纳米所刘立伟团队与中科院物理所合作，提出了一种新颖的高密度三维石墨烯的制备方法，相关成果发表于《科中科院苏州纳米所与中科院物理所提出高密度三维石墨烯制备新方法本报讯（通讯员李伟伟）近日，中科院苏州纳米所刘立伟团队与中科院物理所合作，提出了一种新颖的高密度三维石墨烯的制备方法，相关成果发表于《科学报告》。