石墨烯的制备
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发布时间：2022-04-20 05:45
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时间：2022-03-30 21:11
氧等离子束先在高定向热解石墨表面，用光刻胶将其粘到玻璃衬底上进行焙烧，再用透明胶反复地从石墨上剥离出石墨薄片，放入丙酮溶液中超声振荡，再将单晶硅片放入丙酮溶剂中，，单层石墨烯会吸附在硅片上，从而成功地制备出单层的石墨烯。
优点：该方法简单易行，不需要苛刻的实验条件，得到的石墨烯晶体结构较好，缺陷少，质量高。
缺点：是石墨烯的生产效率极低，仅限于实验室的基础研究。
2. 外延生长法
以单晶6H-SiC 为原料，利用氢气刻蚀处理后，再在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物；热分解去除其中的Si，在单晶(0001)面上分解出石墨烯。
优点：该方法制备的石墨烯电导率较高，适用于对电性能要求较高的电子器件。
缺点：会产生难以控制的缺陷以及多晶畴结构，大面积制备困难。此外，制备条件苛刻、成本高。
3. 石墨插层法
以天然鳞片石墨为原料，用碱金属元素为插层剂，通过插层剂与石墨混合反应得到石墨层间化合物。将一个电子输入石墨晶格中，使得石墨晶体容易发生剥离分开。最后通过超声和离心处理得到石墨烯片。
优点：制备方法相对简单，制备速度快，效率高
缺点：难以得到单层，且加入的插层物质会破坏石墨烯的sp2 杂化结构，使得石墨烯的物理和化学性能受到影响。
4. 溶液剥离法
溶剂剥离法是将石墨分散于溶剂中，利用超声或高速剪切等作用将溶剂插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。
优点：能得到优质石墨烯。
缺点：是产率很低，不适合大规模生产和商业应用。
5. 化学气相沉积法（CVD）
石墨在较高温度条件下呈气态发生化学反应，退火生成石墨烯沉积在金属基体表面。
优点：能够高质量大规模生成石墨烯。
缺点：不适合制备大规模石墨烯宏观粉体。此外，通过化学腐蚀分离石墨烯与基底金属，需要消耗大量的酸，会对环境产生巨大的污染，成本高。
6. 氧化还原法
首先利用强氧化剂处理石墨，形成亲水性的含氧基团，；然后利用超声方法剥离氧化石墨，，使石墨氧化物片迅速剥离得到单层的氧化石墨烯；最后，在高温或者在还原性溶液中对氧化石墨烯进行还原反应，还原除去氧化石墨烯表面的含氧基团，恢复二维结构石墨烯。
优点：氧化还原法可以大量、高效地制备出高质量的石墨烯，过程相对简单。
