石墨烯的制备及评价综述.doc

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1、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血取得了积极的进展，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血，并综述石墨烯的儿种制备方法：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）工。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：0613文

2、献标识码：APreparationandApplicationofGrapheneAbstract:Graphenehasattractedmuchinterestinrecentyearscluetoitsuniqueandoutstendingproperties.Differentroutestopreparegraphenehavebeendevelopedandachieved・Briefintroductionofapplicationofgrapheneisgiveninthisarticle.Pre

3、parationmethodsofgrapheneusedinrecentyearsareintensivelyintroduced,includingmicromechanicalcleavage,chemicalvapordeposition,1iquid/gasphase-basedexfoliationofgraphite,epitaxialgrowthonaninsulator,chemicalreductionofexfoliatedgrapheneoxide,etc.Andtheiradvant&ge

4、sandshortcomingsarefurtherdiscussedindetai1.Thavealsogivenmyownopinionbytheendofthisarticle.Keywords:graphene;preparation;overview正文2010年10月5U,英国曼彻斯特大学科学家安徳烈•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。一时间，石墨烯成为科学家们关注的焦点。石墨烯以其独特的结构，以及其优越的电学性能和导热性能，在物理、化学以及材料学

5、界引起了广泛的研究兴趣。石墨烯或称纳米石墨片，是指一种从石墨材料屮剥离出的单层碳原了薄膜，它是由单层六角元胞碳原子组成的蜂竟状二维晶体。简单地说，它是单原了层的石墨晶体薄膜，其晶格是由碳原子构成的二维六角蜂窝结构。其厚度为0.34nm,是二维纳米结构。它是其他石墨材料的基本组成。当包裹起來的时候，就纽•成富勒烯。同时，他也是另一种重要材料一一碳纳米管的组成，碳纳米管就是由这种结构卷曲构成的。三维的石墨则是有许多的石墨烯层叠而成。⑵石墨烯的发现引起了人们巨大的研究兴趣，它不仅薄，而且很坚便，其硬度被超过金刚石，是目前

6、发现的哉硬的材料，它的硬度是最好的钢的硬度的100倍。除此之外，它还有很高的电导率、热导率。最引起人们注意的是的是石墨烯还是一种零带隙半导体材料，它拥有远比硅高的载流了迁移率，从理论上讲，它的电了迁移率和空穴迁移率两者相等,因此用石墨烯制备的n型场效应晶体管和p型场效应晶体管是对称的。另外，因为这种零禁带的特性，即使在室温下载流子在石墨烯屮的平均H由程和相干长度依然达到微米量级，因此它被誉为可以超越硅的一・种性能优异的半导体材料。石墨烯的研究主要集屮在：电学性能，力学性能，热学、化学、量了力学、生物兼容等方面。其应

7、用包括：超轻超硬材料，场发射材料，超级电容/电池，生物兼容材料，纳米电了器件，纳米传感器、纳米晶体管，取代ITO玻璃作为透明导电材料和储氢材料等。⑶石墨烯的制备有物理方法和化学方法两种。下面将分别介绍这几种制备方法。1.物理方法（1）机械剥离法石墨的结构早已被人们所熟知，他是由单层六角元胞碳原了组成的蜂窝状二维平面结构层叠所构成，层与层之间通过兀键结合。机械剥离法即采用层层剥离的方法。首先将石墨分离成较小的碎片，再从碎片屮选出较薄的石墨薄片，然后用特殊的槊料胶带粘住薄片的两侧，撕开胶带，薄片也一分为二。通过不断重复

8、这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其屮部分样品仅由一层碳原了构成，即石墨烯。⑷但是这种方法的到的产量低，过稈也较为复杂。尺寸不易控制，不适用于生产应用。（2）液相或气相直接剥离法（热膨胀法）用酸进行插层反应得到膨胀率较低的石墨鳞片，鳞片的平均厚度约为30um横向尺寸在400Um左右，这种石墨鳞片就是可膨胀石墨。将这种可膨胀石墨放入微波或高温炉中加热，