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浅谈石墨烯的制备

目前获取石墨烯的途径大致可分为两大类，自上而下的顶层剥离（exfoliation）和自下而上的底层生长（growth）：

一是利用各种物理、化学手段削弱石墨层与层间的范德华力剥离得到单层或少层石墨烯，主要有机械剥离法、液相剥离法、氧化还原剥离法，近几年也提出了诸如电化学剥离和超临界流体剥离的一些新颖方法（此处不做介绍）；

二是通过化学反应合成石墨烯片层，有化学气相沉积法、外延生长法以及有机合成法。

液相剥离法：液相剥离和机械剥离都是利用物理方法进行剥离，但液相剥离不同于机械剥离的就是其能够处理相对大量的石墨，与之相适应便需要合适的液相体系环境与能施加足够能量的物理手段（常用的手段就是超声）。

氧化还原剥离法：氧化还原剥离法是目前广泛应用于制备大量石墨烯的主要方法，其基本思路是在强酸性介质中氧化石墨破坏其  共轭结构，于石墨层间引入含氧官能团（如羟基、酮基、醚键等）从而削弱层间的范德华力得到氧化石墨（graphite oxide，GO），再通过超声进一步分离加入还原剂还原（也有热还原、微波还原、电化学还原等方法）得到还原氧化石墨烯。

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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，微波单层石墨烯生产线，采用多步合成工艺时限制较大，单层石墨烯生产线，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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石墨烯的制备工艺

增长表面。获得石墨烯的一种完全不同的方法是直接在表面上种植石墨烯。因此，得到的层的大小并不依赖于初始的石墨晶体。。要么碳已经存在于底物中，要么必须由化学气相沉积(CVD)添加。

化学汽相淀积

化学气相沉积化学气相沉积是一种众所周知的过程，在这种过程中，基底会暴露在气态化合物中。这些化合物在表面上分解，以形成薄膜，使其成为副产品。

有很多不同的方法来达到这个目的，例如用灯丝或等离子体加热样品。石墨烯可以增加了暴露的镍膜的气体混合物H2、CH4和Ar 1000°C。甲i烷在表面分解，从而使水基因蒸发。碳向Ni扩散。在原子层冷却后，石墨烯层在表面生长，单层石墨烯生产线价格，类似于Ni扩散法。因此，平均层数取决于镍的厚度，可以用这种方法控制。此外，石墨烯的形状也可以被控制。这些石墨烯层可以通过聚合物支持转移，它将附着在石墨烯的顶部。在刻蚀镍后，石墨烯可以被盖在所需的衬底上，聚合物的支撑被剥离或蚀刻。采用这种方法，可以将几层石墨烯冲压在一起，以减少电阻。由于旋转rel在其他层面上，单层石墨烯生产线哪家好，涡轮层石墨没有伯纳堆积，因此单个石墨烯层很难改变它们的电子特性，因为它们与其他层的相互作用很小。

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