石墨烯的合成

1、合成化學(xué)綜述論文石墨烯的合成姓名：?？∮駥W(xué)號：1505120528學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院班級：應(yīng)化1204班時(shí)間：2015-4-19石墨烯合成綜述應(yīng)化1204 ?？∮?1505120528摘要：由于石墨烯優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、機(jī)械性能以及石墨烯廣泛的應(yīng)用前景，自英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)教授Geim 等得到了穩(wěn)定存在的石墨烯以來，掀起對碳材料的又一次研究熱潮。這10年來，石墨烯的制備方法上取得了重大進(jìn)展。本文對石墨烯的機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、氧化還原法、有機(jī)合成法四種制備方法進(jìn)行了綜述，比較可以發(fā)現(xiàn)各種合成方法有其優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇對應(yīng)方法。關(guān)鍵詞：石墨烯、機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法

2、、氧化還原法、有機(jī)合成法一.引言石墨烯是由碳原子通過sp2 雜化，構(gòu)成的單層蜂窩狀二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。石墨烯是構(gòu)成其他碳同素異形體的基本單元，它可折疊成富勒烯（零維），卷曲成碳納米管（一維），堆垛成石墨（三維），如圖一所示1。石墨烯的理論研究已經(jīng)有60 多年，當(dāng)時(shí)主要用來為富勒烯和碳納米管等結(jié)構(gòu)構(gòu)建模型，沒有人認(rèn)為石墨烯會穩(wěn)定存在，因?yàn)槲锢韺W(xué)家認(rèn)為，熱力學(xué)漲落不允許二維晶體在有限溫度下存在。2004 年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)教授Geim 等， 用膠帶反復(fù)剝離高定向熱解石墨的方法，得到了穩(wěn)定存在的石墨烯2。該發(fā)現(xiàn)立即引起了物理學(xué)家、化學(xué)家和材料學(xué)家的廣泛關(guān)注，掀起了繼富勒烯和碳納米管之后碳材料的又一

3、次研究熱潮。由于石墨烯優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)和機(jī)械性能，以及石墨烯廣泛的應(yīng)用前景，石墨烯的發(fā)現(xiàn)者Geim 教授和Novoselov 博士被授予2010 年度諾貝爾物理學(xué)獎。 圖一： 石墨烯是構(gòu)成其他維度碳材料的基本單元 石墨烯可以折疊成零維的富勒烯，卷曲成一維的碳納米管和堆垛成三維的石墨。石墨烯的發(fā)現(xiàn)，對當(dāng)時(shí)的物理認(rèn)知產(chǎn)生了巨大沖擊，同時(shí)點(diǎn)燃了美好希望。作為一種獨(dú)特的二維晶體，石墨烯有著非常優(yōu)異的性能：具有超大的比表面積，理論值為2630m2/g；機(jī)械性能優(yōu)異，楊氏模量達(dá)1.0TPa；熱導(dǎo)率為5300W·m-1·K-1 ，是銅熱導(dǎo)率的10 多倍；幾乎完全透明，對光只有2.3%的吸

4、收；在電和磁性能方面具有很多奇特的性質(zhì)，如室溫量子霍爾效應(yīng)、雙極性電場效應(yīng)、鐵磁性、超導(dǎo)性及高的電子遷移率3。這些優(yōu)異的性質(zhì)，使得石墨烯在晶體管、太陽能電池、傳感器、超級電容器、場發(fā)射和催化劑載體等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。制備高質(zhì)量的石墨烯和促進(jìn)石墨烯的應(yīng)用，是石墨烯領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文綜述了近些年在石墨烯的制備方法方面取得的進(jìn)展。二石墨烯制備方法從發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定存在的石墨烯到現(xiàn)在的6 年多時(shí)間里，石墨烯在制備方面取得了長足的進(jìn)步，目前的研究熱點(diǎn)已經(jīng)從獲得石墨烯發(fā)展到可控地制備石墨烯， 如控制石墨烯的形狀、尺寸、層數(shù)、元素?fù)诫s和聚集形態(tài)等4。目前制備石墨烯的方法有很多，主要包括機(jī)械剝離法、剖開碳納米

5、管法、化學(xué)氣相沉積法、還原氧化石墨法和有機(jī)合成等方法。以下對石墨烯的機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、氧化還原法、有機(jī)合成法四種制備方法進(jìn)行了綜述。 2.1機(jī)械剝離法石墨是層狀堆垛結(jié)構(gòu)，層與層之間以較弱的范德華力結(jié)合，簡單施加外力即可將石墨的層狀結(jié)構(gòu)分離。機(jī)械剝離法是利用機(jī)械力，將石墨烯從高定向熱解石墨晶體表面剝離下來的方法。2004 年Geim 和Novoselov 等就是用透明膠帶反復(fù)剝離高定向熱解石墨獲得石墨烯2，從而開啟了碳材料發(fā)展的新紀(jì)元。該方法得到的石墨烯寬度一般在幾微米至幾十微米，最大可達(dá)到毫米量級，肉眼可觀察到。該方法設(shè)備簡單，成本較低，同時(shí)由于高定向熱解石墨內(nèi)部的缺陷很少，制備的石

6、墨烯質(zhì)量較好。但是這種方法制備石墨烯的偶然性很大，對層數(shù)的控制較為困難，機(jī)械剝離法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還有很大的困難。原料石墨可以采用天然鱗片石墨，如果用高定向熱解石墨為原料，可以進(jìn)行以下操作5：（1）首先采用離子束在1mm厚的高定向熱解石墨表面進(jìn)行氧化等離子處理，在表面刻蝕出寬20m2mm，深5m的微槽。（2）將其用光刻膠粘到玻璃襯底上，然后再用透明膠帶反復(fù)撕揭，將多余的高定向熱解石墨去除。（3）將粘有石墨薄片的玻璃襯底放入丙酮溶液中超聲；（4）將單晶硅片放入丙酮溶劑中，將單層石墨烯“撈出”，在范德華力或毛細(xì)力作用下，單層石墨烯會吸附在單晶硅片上。另一種機(jī)械剝離法簡單有效：將石墨表面在另一個(gè)固體表

7、面上摩擦，使石墨烯片附著在固體表面上，但尺寸不宜控制。此方法操作簡單，但產(chǎn)量極低。2.2 化學(xué)氣相沉積法 2006 年，Somani 等6用化學(xué)氣相沉積法，以樟腦為碳源，在850°C 的高溫條件下，在鎳箔上沉積碳原子，由鎳箔在爐腔中自然冷卻制備出石墨烯，該方法獲得的石墨烯較厚，約有35 層。此法雖然沒有制得單層的石墨烯，但為石墨烯的制備提供了新的思路和手段。Kim 等7在1000°C 的高溫條件下通入甲烷，在金屬鎳上沉積碳原子，然后在氬氣保護(hù)下，將鎳以大約10°C/s 的速度冷卻至室溫，從而在鎳薄膜表面析出一層石墨烯。通過一定的溶液（如FeCl3溶液）將鎳基底刻蝕

8、掉，即得到漂浮在液面上的石墨烯， 有利于石墨烯的轉(zhuǎn)移和應(yīng)用。Kim 等的工作，促進(jìn)了石墨烯的制備和轉(zhuǎn)移，不過由于鎳對碳的溶解能力較大，他們制備的石墨烯仍然以35 層為主，還沒有實(shí)現(xiàn)單層石墨烯的可控制備。Li 等8換用溶解碳能力比較低的金屬銅作為基底，用類似于Kim 等的工藝條件， 制備了大面積的石墨烯， 單層石墨烯的比例約占95%。同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)，石墨烯的生長是自我限制的（self-limiting），制備樣品的層數(shù)不會因?yàn)樘荚催M(jìn)給量的增加而增加?；瘜W(xué)氣相沉積法有利于石墨烯的可控制備，Qu 等9用甲烷為碳源在氨氣氣氛下，用類似于Kim 等的方法制備了氮摻雜的石墨烯9。通過控制甲烷和氨氣的比例，有

9、望實(shí)現(xiàn)對石墨烯氮摻雜濃度的控制，這對石墨烯的應(yīng)用是非常有利的。Wei等10以ZnS 為模板，用化學(xué)氣相沉積法制備了石墨烯。ZnS 可以催化石墨烯的生長，通過控制ZnS 模板的形狀，即可實(shí)現(xiàn)對石墨烯形狀的控制， 這種方法的可控性和可擴(kuò)展性很好，將對石墨烯的應(yīng)用產(chǎn)生重大的推動作用。整體講化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯質(zhì)量較高，可控性較好，同時(shí)易于得到完整薄膜狀的石墨烯，利于石墨烯在太陽能和場發(fā)射等領(lǐng)域的應(yīng)用，但是這種方法制備的石墨烯的量比較少，不利于石墨烯在超級電容器等領(lǐng)域的應(yīng)用。中國科學(xué)院沈陽金屬所成會明課題組11以30m 直徑的鎳顆粒為基板、甲烷為碳源，生長5min 后，用快速冷卻的方法制備了5m

10、g 的石墨烯，這種方法雖然石墨烯的產(chǎn)量較大，不過制備的石墨烯是宏觀的塊體結(jié)構(gòu)，而不是薄膜狀結(jié)構(gòu)，使得化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯失去了在太陽能和場發(fā)射電極等領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。常用制備方法：化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯多采用有機(jī)氣體（如甲烷、乙烯等）、液體（如乙醇）或固態(tài)（如樟腦、蔗糖）。下面以乙醇為例，介紹化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的具體工藝步驟。用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置如圖所示，反應(yīng)裝置主體部分為電阻爐，以長度為1.5m，內(nèi)徑為35mm的石英管為反應(yīng)室。以乙醇為碳源，以金屬箔（本實(shí)驗(yàn)采用銅箔和鎳箔）為基底。反應(yīng)溶液在精密流量泵的帶動下通過毛細(xì)管輸入反應(yīng)室中。碳源在高溫反應(yīng)區(qū)中分解出碳原子并在基

11、底上沉積并逐漸生長成連續(xù)的石墨烯薄膜。制備石墨烯薄膜的具體實(shí)驗(yàn)操作如下5：（1） 準(zhǔn)備色譜純（99.9%）的乙醇溶液為碳源； （2） 將金屬箔放入電爐的加熱區(qū)中央，密封反應(yīng)室；（3） 通入氬氣，流量為200mL/min，加熱反應(yīng)室溫度至1000；（4） 保持氬氣流量200mL/min不變，保溫一段時(shí)間，對金屬箔進(jìn)行高溫 預(yù)熱處理；（5） 開啟精密流量泵，使反應(yīng)溶液通過毛細(xì)管注入反應(yīng)室，溶液進(jìn)給速度為20L/min，反應(yīng)時(shí)間為5min；（6） 反應(yīng)完畢，停止進(jìn)給反應(yīng)溶液，將金屬箔快速移動到爐口，關(guān)閉電爐，保持氬氣流量200mL/min，直至爐溫冷卻至300一下。 石墨烯在鎳和銅上的生長機(jī)制不同。

12、以鎳作為基底時(shí)，碳原子首先在高溫與鎳形成固溶體，冷卻時(shí)過飽和的碳在鎳表面析出，形成石墨烯。滲碳濃度和冷卻速率對石墨烯的厚度（層數(shù)）至關(guān)重要，控制也較為困難。而碳和銅不互溶，在石墨烯形成過程中，銅主要起類似催化劑的作用。碳原子在同表面吸附并結(jié)晶生成石墨烯。當(dāng)一層石墨烯形成并覆蓋在銅表面后，阻礙了后續(xù)碳原子沉積。因此，在一定條件下，在銅基底上生長的石墨烯可控制為單層。圖二：石墨烯的生長機(jī)制（a）滲碳/析碳機(jī)制（b）表面吸附催化劑機(jī)制2.3氧化還原法氧化還原法，其基本思路是將機(jī)械剝離法應(yīng)用于液相。兩者均以塊體的石墨為原料制備石墨烯，此方法成本低，周期短，產(chǎn)量大，常被應(yīng)用于石墨復(fù)合材料的制備。將石墨氧

13、化，能夠在石墨邊沿接上一些官能團(tuán)，甚至在石墨層間插入一些物質(zhì)，使得石墨層之間的引力變小，有利于石墨層的剝離，再通過還原劑還原剝離下來石墨片層，制備出石墨烯。2005年，Stankovich等人12將石墨氧化并分散在水中，形成平均厚度只有幾個(gè)納米的石墨烯懸濁液。同年，他們首次使用氧化還原法制備石墨烯，并將還原得到的石墨烯用聚合物包覆均勻地分散在水中13.氧化還原法的原理如圖3所示，第一步，將石墨進(jìn)行氧化還原處理，改變石墨層片的自由電子對，對其表面進(jìn)行含氧官能團(tuán)（如羥基、羧基、羰基和環(huán)氧基）的修飾，這些官能團(tuán)可以降低石墨層片間的范德華力，增強(qiáng)石墨的親水性，便于分散在水中；第二步，將氧化石墨在水中剝

14、離，形成均勻穩(wěn)定的氧化石墨烯膠體；第三步，由于氧化石墨烯是絕緣體，而且缺陷多，需要將其還原成石墨烯，常見方法有化學(xué)還原、熱還原和催化還原等方法，得到缺陷少，性能較好的石墨烯，但由于表面含氧官能團(tuán)減少，導(dǎo)致石墨烯在水中的分散性變差。圖三：氧化還原法原理為了更好的分離石墨烯，得到更高單層石墨烯比例，氧化還原處理過程是制備石墨烯的關(guān)鍵。石墨的層間距只有0.34nm，經(jīng)過氧化后石墨的層間距擴(kuò)大為0.7-1.2nm。石墨是一種既不親水也不親油的物質(zhì)，與之相比，氧化還原由于其表面的含氧官能團(tuán)而有良好的親水性。圖四是單層氧化石墨示意圖。圖四：單層氧化石墨示意圖自1859年Brodie首次發(fā)現(xiàn)氧化石墨以來，石

15、墨的氧化方法主要有三種：Hummers法、Brodie法和Standenmaier法。為了使石墨氧化更加充分，可對石墨進(jìn)行膨脹預(yù)處理。將石墨浸泡在有濃硫酸和雙氧水組成的酸溶液中，是酸分子插層到石墨的夾層中，得到石墨層間化合物，有稱可膨石墨，然后將可膨石墨在氬氣的保護(hù)下快速加熱到900，石墨夾層中的酸分子急速分解汽化成水蒸氣和二氧化碳，將層片膨脹開，得到膨脹石墨，石墨層片可在垂直方向上膨脹幾十倍甚至幾百倍。然后使用改進(jìn)的Hummers法，對石墨進(jìn)行氧化。將膨脹石墨與高錳酸鉀和硝酸鉀在濃硫酸中均勻混合，在0-4保溫24h，使氧化劑充分滲入石墨層片中間，然后在35時(shí)攪拌30min，經(jīng)過稀釋后在95條

16、件下攪拌15min，加入雙氧水除去溶液中殘留的氧化劑，在去離子水中漂洗直至中性，80干燥24h，即可得到氧化石墨。配置4mg/mL的氧化石墨水溶液，超聲攪拌3h，得到均勻穩(wěn)定分散在水中的氧化石墨烯膠體5。氧化石墨烯的含氧官能團(tuán)破壞了石墨烯的鍵和結(jié)構(gòu)，時(shí)期導(dǎo)電性能大幅度下降而轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體。同時(shí)，因?yàn)檫@些官能團(tuán)大多數(shù)是親水的，因而氧化石墨烯的親水性要高于石墨烯。為恢復(fù)其良好的導(dǎo)電性，需除去這些官能團(tuán)，修補(bǔ)其缺陷，以得到完美的石墨烯。還原石墨烯常用方法主要有三大類：第一類是使用還原劑在高溫或者高壓條件下，直接還原氧化石墨烯；第二類是直接將石墨烯在惰性氣體保護(hù)下加熱（約200以上），含氧官能團(tuán)的穩(wěn)定性

17、下降，以水蒸氣和二氧化碳等形式離開石墨烯；第三類是催化還原法，在光照或高溫條件下，將催化劑混合到氧化石墨烯中，誘導(dǎo)其還原。使用還原劑還原氧化石墨烯是一種有效的還原方法，其中還原劑包括液態(tài)還原劑（如水合肼）、固態(tài)還原劑（如硼氫化鈉）和氣態(tài)還原劑（如氫氣）。例如Stankovich等人利用Hummers法輔助超聲處理制備了氧化石墨烯，并以水合肼為還原劑將氧化石墨烯還原。氧化石墨烯的含氧官能團(tuán)在高溫時(shí)并不穩(wěn)定（如圖五所示）5，尤其在快速加熱時(shí)，氧化石墨烯的含氧官能團(tuán)在200左右會快速分解，所以可以通過升溫方式將石墨烯表面的官能團(tuán)出去而得到石墨烯。圖五：石墨烯和氧化石墨烯的熱失重分析a.石墨烯 b.氧

18、化石墨烯,1/min c.氧化石墨烯,5/min除了上述兩種還原氧化石墨烯的方法外，通過催化劑是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移也可以達(dá)到還原氧化石墨烯的目的。Williams等人21以二氧化鈦為催化劑在紫外光的照射下將電子轉(zhuǎn)移到氧化石墨烯上，獲得了石墨烯與二氧化鈦納米粒子的復(fù)合物。該方法典型的步驟是，先將天然石墨用Hummers 方法氧化成氧化石墨，然后將100mg 氧化石墨加入到100mL 水中形成黃色的混合溶液，超聲振蕩混合溶液一段時(shí)間；隨后將1mL 水合肼加入上述溶液中，在水冷凝器中加熱到100°C 并且保溫24h， 隨后對氧化石墨進(jìn)行充分地還原，即可得到石墨烯14。氧化石墨還原法制備石墨烯的成

19、本低廉、設(shè)備簡單，利于工業(yè)化生產(chǎn)；但由于石墨被強(qiáng)氧化劑氧化，很難進(jìn)行充分地還原，制備的石墨烯中常含有氧的官能團(tuán)，對其物理、化學(xué)等性能有不利影響。2.4 有機(jī)合成法這是一種自上而下的直接合成方法，利用石墨烯和有機(jī)大分子的結(jié)構(gòu)相似性來合成高純石墨烯晶體結(jié)構(gòu)。將有機(jī)大分子（如C42H18，C96H30）離子化，將質(zhì)譜儀純化后再沉積到襯底上，在一定條件下轉(zhuǎn)換成規(guī)則的石墨烯超分子結(jié)構(gòu)15。該方法可以進(jìn)一步推廣用于制備多種體系的超純晶體薄膜，包括有機(jī)、無機(jī)和生物分子，并可用于電學(xué)、催化以及納米藥物等領(lǐng)域。稠環(huán)芳烴是碳原子通過sp2 雜化而形成的平面結(jié)構(gòu)，可被認(rèn)為是二維石墨烯的片段，將稠環(huán)芳烴通過一定方法聚

20、合在一起，即可構(gòu)成石墨烯。Qian 等16以苝酰亞胺為重復(fù)單元，通過偶聯(lián)反應(yīng)將苝酰亞胺分子沿著bay 位結(jié)合在一起， 可以制備寬度受限、長度可控的石墨烯納米帶。Yang 等17以二碘四苯基對二氨基聯(lián)苯為原料，制備了寬度12nm 的石墨烯帶，樣品結(jié)構(gòu)如圖4六所示。有機(jī)合成法為石墨烯形狀、大小和邊緣結(jié)構(gòu)的可控制備提供了美好的前景，并且制備的石墨烯納米帶較窄，有利于石墨烯在半導(dǎo)體工業(yè)中的應(yīng)用。但這種方法也面臨著亟待解決的問題，如由于溶解度的限制，制備的石墨烯長度較短；同時(shí)制備石墨烯的過程中還伴有很多副反應(yīng)的發(fā)生，石墨烯的產(chǎn)率不高。經(jīng)過6 年多的研究， 人們在石墨烯的制備上取得了很大進(jìn)步，目前人們努力

21、的方向是探索更為簡便的工藝，制備大尺寸的石墨烯；控制石墨烯的層數(shù)、帶隙和元素?fù)诫s等因素；以及石墨烯的大量、低成本制備。圖六：有機(jī)合成法制備石墨烯納米條帶(a)長條形 (b)條紋形三、幾種合成石墨烯方法比較石墨烯合成可以分為兩種不同類型的方法,自下而上和自上而下?！白陨隙隆钡姆椒ㄉ婕皩⒍询B層石墨分裂為單層石墨烯，而“自下而上”的方法則涉及薄層碳源的制備18。3.1自上而下法自上而下地以石墨（或碳納米管）為原料，橫向（或縱向）剝離，將石墨打碎分散成單層或少數(shù)層的石墨烯，如機(jī)械剝離法、氧化還原法。自上而下的方法必須克服層與層之間的范德華力，盡管層與層之間的結(jié)合能相對較低，但將石墨打碎分散成單層或少

22、數(shù)層的石墨烯并不是一件容易的事情。其主要難點(diǎn)在于以下兩點(diǎn)：一是，有效的分離薄層而不被破壞其單層結(jié)構(gòu)；二是，防止被剝落的單層石墨烯再次凝聚。因而自頂向下的方法通常有收益率低、步驟繁雜的缺點(diǎn)而且其合成原料多為天然石墨。而且天然石墨是一種有限的資源，特別在歐洲，是一種稀缺材料，在使用前需要開采和加工。機(jī)械剝離法的優(yōu)勢在于操作簡便，成本低，可獲得高質(zhì)量石墨烯薄膜。但該方法操作緩慢，產(chǎn)量極低，產(chǎn)物面積小。因此產(chǎn)生的材料通常是用于研究石墨烯的基本性質(zhì),而不能廣泛使用。氧化還原法是一種高產(chǎn)量的制備方法，成本低，可實(shí)現(xiàn)石墨烯的批量生產(chǎn)。但制備周期長，而且石墨氧化物絕大部分是絕緣體，還原難以充分進(jìn)行，官能團(tuán)的引

23、入會破壞石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)，對石墨烯的電化學(xué)特性有很大的影響。3.2自下而上法自下而上地在限定的基底上利用小分子碳源原位生長出石墨烯，如化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法。自下而上方法一般需要高溫，其過程通常是簡單的，但得到的材料相比于自上而下的方法來說會有更多的缺陷。除了合成石墨烯納米片,自底向上的方法也可以通過在某些基質(zhì)增長用來合成大面積石墨烯薄膜?；瘜W(xué)氣相沉積法是很成熟的制備方法，石墨烯的產(chǎn)量、純度和連續(xù)性較高，實(shí)驗(yàn)方法與納米管的制備工藝兼容，可獲得大面積石墨烯薄膜，適用于大面積應(yīng)用。缺點(diǎn)是需要預(yù)先沉積催化劑，反應(yīng)需要高溫。有機(jī)合成法的工藝相對復(fù)雜，涉及有機(jī)物大分子的激光解吸與電離，不易控制，且成

24、本較高。四，結(jié)論雖然對石墨烯合成及后期處理技術(shù)的研究取得了大量成果，但大規(guī)模高質(zhì)量的石墨烯合成仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。目前用于石墨烯合成的方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。雖然單層石墨烯已經(jīng)可以規(guī)模生產(chǎn)，但大規(guī)模的生產(chǎn)得到產(chǎn)品主是幾層石墨烯或薄石墨片。但石墨烯優(yōu)異的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，仍使得石墨烯成為很多領(lǐng)域的寵兒。而石墨烯制備工藝上的突破極大地推動了后續(xù)相關(guān)應(yīng)用的研究，并對相關(guān)學(xué)科發(fā)展起到了極大的推動作用。目前，石墨烯的制備方法在不斷更新，但仍然有很多問題尚待解決，在工藝的優(yōu)化和新方法的探索上扔有極大的發(fā)展空間，以求得到高晶化程度、高質(zhì)量和高純度的石墨烯。文獻(xiàn)：1石墨烯結(jié)構(gòu)、制備方法與性能表征 朱宏偉 徐

25、志平 謝丹等著，清華大學(xué)出版社，2011年11月第一版，PP.1-72 Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, et al. Electric field effect in atomically thin carbon filmsJ. Science, 2004, 306(5696): 666-669.3 清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系，先進(jìn)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室崔同湘,呂瑞濤,康飛宇,顧家琳. 從石墨烯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展看2010 年度諾貝爾物理學(xué)獎?？萍紝?dǎo)報(bào)2000-7857（2010）24-0023-06，PP.23-284 Wei D C, Liu Y

26、 Q. Controllable synthesis of graphene and its applicationsJ. Advanced Materials, 2010, 22(30): 3225-3241.5 石墨烯結(jié)構(gòu)、制備方法與性能表征 朱宏偉 徐志平 謝丹等著，清華大學(xué)出版社，2011年11月第一版，PP.29-366 Somani P R, Somani S P, Umeno M. Planer nano -graphenes from camphor by CVDJ. Chemical Physics Letters, 2006, 430(1-3): 56-59.7 Kim K

27、 S, Zhao Y, Jang H, et al. Large-scale pattern growth of grapheme films for stretchable transparent electrodes J. Nature, 2009, 457(7230): 706-710.8 Dervishi E, Li Z R, Xu Y, et al. Carbon Nanotubes: Synthesis, properties, and applications J. Particulate Science and Technology, 2009, 27(2): 107-125.

28、9 Qu L T, Liu Y, Baek J B, et al. Nitrogen-doped graphene as efficient metal -free electrocatalyst for oxygen reduction in fuel cells J. Acs Nano, 2010, 4(3): 1321-1326.10 Wei D C, Liu Y Q, Zhang H L, et al. Scalable synthesis of few-layer graphene ribbons with controlled morphologies by a template

29、method and their applications in nanoelectromechanical switches J. Journal of the American Chemical Society, 2009, 131(31): 11147-11154.11 Chen Z, Ren W, Liu B, et al. Bulk growth of mono - to few layer graphene on nickel particles by chemical vapor deposition from methane J. Carbon, 2010, 48(12): 3543-3550.12Hirata M, Gotou T, Horiuchi S, et al. Thin-film particles of graphite oxide 1: High-yield sy