石墨烯是怎么获得的？

撕胶带法/轻微摩擦法\x0d\x0a\x0d\x0a最普通的是微机械分离法，直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年，海姆等用这种方法制备出了单层石墨烯，并可以在外界环境下稳定存\x0d\x0a在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺\x0d\x0a点是此法利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片，其尺寸不易控制，无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。\x0d\x0a\x0d\x0a碳化硅表面外延生长\x0d\x0a\x0d\x0a该法是通过加热单晶碳化硅脱除硅，在单晶（0001）面上分解出石墨烯片层。具体过程是：将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后，将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1min~20min，从而形成极薄的石墨层，经过几年的探索，克莱尔·伯格（Claire Berger）等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯[18]。在C-terminated表面比较容易得到高达100层的多层石墨烯。其厚度由加热温度决定，制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。\x0d\x0a\x0d\x0a金属表面生长\x0d\x0a\x0d\x0a取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，\x0d\x0a然后冷却，冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石墨\x0d\x0a烯。第一层覆盖8 0 \x0d\x0a％后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用，而第二层后就几乎与钌完全分离，只剩下弱电耦合，得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采\x0d\x0a用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外彼得·瑟特（Peter Sutter）等使用的基质是稀有金属钌[19]。\x0d\x0a\x0d\x0a氧化减薄石墨片法\x0d\x0a\x0d\x0a石墨烯也可以通过加热氧化的办法一层一层的减薄石墨片，从而得到单、双层石墨烯 [20]。\x0d\x0a\x0d\x0a肼还原法\x0d\x0a\x0d\x0a将氧化石墨烯纸（graphene oxide paper）置入纯肼溶液（一种氢原子与氮原子的化合物），这溶液会使氧化石墨烯纸还原为单层石墨烯[21]。\x0d\x0a\x0d\x0a乙氧钠裂解\x0d\x0a\x0d\x0a一份于2008年发表的论文，描述了一种程序，能够制造达到公克数量的石墨烯。首先用钠金属还原乙醇，然后将得到的乙醇盐（ethoxide）产物裂解，经过水冲洗除去钠盐，得到黏在一起的石墨烯，再用温和声波振动（sonication）振散，即可制成公克数量的纯石墨烯[22]。\x0d\x0a\x0d\x0a切割碳纳米管法\x0d\x0a\x0d\x0a切割碳纳米管也是制造石墨烯带的正在试验中的方法。其中一种方法用过锰酸钾和硫酸切开在溶液中的多层壁碳纳米管（Multi-walled carbon nanotubes）[23]。另外一种方法使用等离子体刻蚀（plasma etching）一部分嵌入于聚合物的纳米管[24]。\x0d\x0a\x0d\x0a石墨的声波处理法\x0d\x0a\x0d\x0a这方法包含分散在合适的液体介质中的石墨，然后被超声波处理。通过离心分离，非膨胀石墨最终从石墨烯中被分离。这种方法是由Hernandez等人首次提出[25]，\x0d\x0a他得到的石墨烯浓度达到了0.01 mg/ml在N-甲基吡咯烷酮（N-methylpyrrolidone, \x0d\x0aNMP）。然后，该方法主要是被多个研究小组改善。特别是，它得到了在意大利的阿尔贝托·马里亚尼（Alberto \x0d\x0aMariani）小组的极大改善。Mariani等人达到在NMP中的浓度为2.1mg/ml（在该溶剂中是最高的）[26]。同一小组发表的最高的石墨烯的浓度是在已报告的迄今在任何液体中的和通过任意的方法得到的。一个例子是使用合适的离子化液体作为分散介质用于石墨剥离[27]；在此培养基中获得了非常高的浓度为5.33mg/ml。

Graphene sheets offer extraordinary electronic, thermal and mechanical properties and are expected to find a variety of applications. A prerequisite for exploiting most proposed applications for graphene is the availability of processable graphene sheets in large quantities. The direct dispersion of hydrophobic graphite or graphene sheets in water without the assistance of dispersing agents has generally been considered to be an insurmountable challenge. Here we report that chemically converted graphene sheets obtained from graphite can readily form stable aqueous colloids through electrostatic stabilization. This discovery has enabled us to develop a facile approach to large-scale production of aqueous graphene dispersions without the need for polymeric or surfactant stabilizers. Our findings make it possible to process graphene materials using low-cost solution processing techniques, opening up enormous opportunities to use this unique carbon nanostructure for many technological applications.

可处理被单给予特别电子,热的和机械小道具和被预期找到各种各样的应用。一因为利用绝大部分建议可处理 的申请来的先决条件是适合加工的可处理 被单的在大数量中利用的可能性。在没有驱散代理人的帮助的水中的恐水的石墨或者 可处理 被单的直接分散已经通常被认为是一不可逾越的对的挑战。这里我们向报告那从石墨得到用化学兑换成为可处理 被单的能通过静电的稳定立即形成稳定水的胶体。这发现已经使我们能没有需求发展一向大规模的生产水的 graphene 分散易做到的靠近为聚合的或者表面活性剂稳定者。我们的发现使它变得可能加工 graphene 材料使用低成本的解决方案处理技术为打开巨大的为很多技术上应用使用这独一无二碳 nanostructure 的机会。

1、防锈

石墨烯不溶于水，可以与聚合物混合作为防锈涂层

2、扬声器

石墨烯通过传输电流产生的热能而发声。

3、超级电容

配备石墨烯超级电容的电脑芯片有望淘汰电池。

4、清理放射性废弃物

石墨烯的氧化物微粒同放射性污染物结合可以使核废料清除变得安全、便宜。

5、柔性电子线路

第一个石墨烯集成电路由IBM研发人员成功研制。

硅半导体芯片赋予计算机智能。它可以处理构成数字信息的基本单元的二进制代码为1s和0s。石墨烯比硅具有更好的导电性，它使用更少的电力，产生更少的热量，因此石墨烯在处理这些1s和0s极有可能比硅快得多。

6、人工肌肉

一层固定在聚合物上的石墨烯在有电流通过时会产生褶皱和伸展。

7、探测爆炸物

石墨烯泡沫可探测低浓度爆炸物。

8、DNA 测序

石墨烯制成的泡沫过滤器可以用于DNA测序

9、防d背心

石墨烯和碳纳米管复合纤维比通常用于制备防d背心的凯夫拉纤维具有更高的强度。

10、夜视

利用单层石墨烯作为底片，并在底片上添加硫化铅晶体，即可制成一个兼具高灵敏性和高柔韧性的夜视光电探测器。

扩展资料

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和克斯特亚·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。

他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样 *** 作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。

参考资料来源：百度百科-石墨烯

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