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浅谈石墨烯的制备方法

化学气相沉积法：化学气相沉积法是指用甲i烷、乙醇等碳源（含碳前驱体）在高温下分解释放出碳原子，并经退火沉积在基底（多为金属基底）生长石墨烯的方法（俗称烧炉子╮(╯-╰)╭），是目前有可能得到大面积、高质量石墨烯的理想方法。

根据金属基底材料的不同，CVD 有两种生长机制：一是渗碳析碳生长，石墨烯膨化设备生产商，这是由金属基底在高温下溶碳量较高造成的（常见的有镍、钴等金属），前驱体高温分解释放碳原子，碳沉积并渗入基底内，降温时析出生长形成石墨烯；二是表面吸附生长，铜、铂等金属溶碳量较小，碳原子直接吸附到金属表面生长形成石墨烯。这两种生长机制中后者更易形成大面积单层石墨烯。

外延生长法：1962年，Badami 在近乎真空的条件下对 SiC 加强热后发现了石墨的存在，这就是 SiC 外延生长的起源。外延生长一般是以 SiC 为原料，将其置于高温、低压环境中，利用 Si 原子的升华速度比 C 原子快得多把 Si 除去而只留下 C 在其表面，之后表面的 C 原子会发生重构生长形成石墨烯。

外延生长和 CVD 本质上都是利用碳原子在基底表面发生重构形成石墨烯片层，所以二者都能较好的实现石墨烯的大面积、高均一性的高质量生长，不过外延生长的条件更为苛刻，还存在 SiC 成本过高、石墨烯难以与基底分离等 CVD 法没有的困难，进而极大地限制了工业化应用。

有机合成法：一听名字就很容易让人联想到当年富勒烯的全合成，Maki-Arvela 等人以多环芳烃作为前驱体，在溶液中经可控反应通过环化脱氢和平面作用成功制备出了厚度低于5 nm的大片石墨烯。

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石墨烯制备技术发展现状

碳化硅外延法

碳化硅外延法是在碳化硅单晶基底上，经过高温热处理，石墨烯膨化设备价格，外延生长出单层石墨烯。该方法以单晶碳化硅为基础材料，经除去表面氧化物过程，然后在超高真空、高温(1 200 ～1 450℃ )条件下，热分解蒸发表面的硅（S i）原子，在碳化硅晶面上外延生长出石墨烯片。

该方法制备的石墨烯载流子迁移率高，石墨烯膨化设备，适用于电学性能要求高的微电子器件。

化学气相沉积法

化学气相沉积（CVD）法是以碳氢气体为前驱物体，在铜、镍或者铂等金属的表面热裂解、沉积、成核形成单层石墨的物理化学过程。CVD法可以通过改变金属衬底的种类、反应温度、反应时间等工艺参数，实现对于石墨烯厚度和晶畴尺寸的调控。

CVD法制备石墨烯简单易行，制取的石墨烯品质高，且非常有利于大面积生产，产品直接得到石墨烯薄膜，再加工工艺简单。在石墨烯产品品质及工艺的简易性方面，CVD法相比其他3种方法具有明显的优势，因此CVD法目前已成为石墨烯生长领域的主流技术。

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多孔石墨烯的制备方法

模板法

模板法根据模板的组成及特性不同又可分为硬模板法和软模板法两种。

硬模板法

通过硬模板法制备多孔石墨烯材料主要涉及以下四个方面：(1)制备硬模板；(2)对模板表面进行功能化/改性，以获得适宜的表面性能；(3)通过各种方法将石墨烯或其衍生物，如氧化石墨烯涂覆在模板上；(4)选择性去除模板。

硬模板法也存在许多缺点，如产率相对不高，无法实现高产，采用多步合成工艺时限制较大，模板移除时结构坚固性不足等。

软模板法

软模板法是碳前驱体与软模板之间相互作用进行的自组装反应，经过高温碳化、聚合得到多孔石墨烯，其孔结构主要取决于合成条件，如反应物比例、溶剂类型和反应温度等，该方法可直接用于合成介孔或大孔石墨烯材料。

相比于硬模板，软模板本质上是在分子层面的合成，利用化学键或亲/疏水作用力相互作用的同时构造多孔结构，在软模板法制备多孔石墨烯材料的过程中，起重要作用的是模板与表面活性剂之间的化学反应。

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