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1、石墨烯材料研究现状及应用前景摘要：近几年来,石墨烯材料以其独特的结构和优异的性能,在化学、物理和材料学界引起了轰动。本文引用大量最新的参考文献,阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、取向附生法、加热SiC法、爆炸法、石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法等，分析了各种制备方法的优缺点。论述了石墨烯材料在透明电极、传感器、超级电容器、能源储存、复合材料等方面的应用，同时简要分析了石墨烯材料研究的现实意义，展望了其未来的发展前景。关键词：石墨烯材料；制备方法；现实意义；发展现状；应用前景中图分类号:TQ323文献标识码:A文章编号:Resear
2、chstatusandapplicationprospectofgraphenematerialsCuiZhiqiang(Facultyofmaterialsandchemicalengineering,ChongqingAcademyofArtsandSciences,Yongchuan,Chongqing402160)Abstract:Inrecentyears,graphenehascausedasensationinchemical,physicalandmaterialscienceduetoitsuniquestructureandexcellentproper
3、ties.Citedinthispaperalargenumberofthelatestreferences,expoundsthegraphenepreparationmethodssuchaslayermethod,thermalmechanicalstrippingmethod,orientationepiphyticmethod,heatingSiCmethod,explosion,graphiteintercalationexpansionstrippingmethod,electrochemicalmethod,chemicalvaporphasedeposit
4、ionmethod,graphiteoxidereductionmethod,ballmillingmethod,andanalyzetheadvantagesanddisadvantagesofvariouspreparationmethods.Thispaperdiscussestheapplicationofgraphenematerialsintransparentelectrodes,sensors,supercapacitors,energystorageandcompositematerials,andbrieflyanalyzesthepracticalsi
5、gnificanceofthestudyofgraphenematerials,andgivesaprospectofitsfuturedevelopment.Keywords:graphenematerials;preparationmethods;practicalsignificance;developmentstatus;applicationprospect0引言1985年英美科学家发现富勒烯[1]和1991年日本物理学家Iijima发现碳纳米管[2]，加之英国曼彻斯特大学科学家于2004年成功制备石墨烯[3]之后，金刚石（三维）、石墨（三维）、石墨烯（二维）、碳
6、纳米管（一维）和富勒烯（零维）组成了一个完整的碳系材料“家族”。从理论上说，石墨烯是除金刚石外所有碳晶体的基本结构单元，如果从石墨烯上“剪”出不同形状的薄片，进一步就可以包覆成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管，堆叠成三维的石墨，如图1所示[4]。由于石墨烯优异的电学、热学、力学性能，近年来各国科研人员对其的研究日益增长，已经是材料科学领域的研究热点之一。2010年诺贝尔物理学奖揭晓[5-6]之后，人们对石墨烯的研究和关注越来越多，新的发现不断涌现。在不断深入研究石墨烯的制备方法和性质的过程中，其应用领域也在不断扩大。由于石墨烯缺乏带隙以及在室温下的超高电子迁移率、低于银铜
7、的电阻率、高热导率[7]等，在光电晶体管、生化传感器、电池电极材料和复合材料方面有着很高的应用价值；由于它很低的电阻率和极大的载流子迁移率，人们很快发现了石墨烯在光电探测领域的潜能，并且认为将会是很具发展前途的材料之一。1石墨烯材料的制备方法1.1石墨烯制备方法目前，石墨烯的制备手段通常可以分为两种类型，化学方法和物理方法。物理方法，是从具有高晶格完备性的石墨或者类似的材料来获得，获得的石墨烯尺度都在80nm以上。而化学方法是通过小分子的合成或溶液分离的方法制备的，得到石墨烯尺度在10nm以下。物理方法包括：机械剥
