1。1。2石墨烯的制备
由于石墨烯独特的结构及其优异的性能,国内外都掀起了研究石墨烯的热潮,目前报道的石墨烯制备方法有机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、电化学方法、有机合成法和氧化还原法等[17]。
1。机械剥离法
此法是最早采用的方法,即用胶带粘贴石墨后再转移到硅片上,通过不断重复这一过程,得到的石墨片就越来越薄,最终得到的就是石墨片仅有一层碳原子,即石墨烯。虽然机械剥离法易于操作,但是制备得到的石墨烯尺寸难以控制,而且产量也不高,无法用于规模化生产。
2。化学气相沉积法文献综述
化学气相沉积法(CVD)是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在基底或催化剂表面,进而得到固体材料的方法。用CVD法制备石墨烯就是将平面基底置于高温可分解的的前驱体气氛中,通过高温退火使碳原子沉积在基底表面从而形成石墨烯,然后再用化学腐蚀的方法将金属基底去除,得到独立的石墨烯片。
此法制备出的石墨烯具有完整的晶体结构,为石墨烯电子性能的研究提供了重要的基材,但所得的石墨烯产量较低,难以规模化生产;化学法可大量制备石墨烯单片,但起始原料常常有缺陷,以氧化石墨烯为原料制备的石墨烯单片存在不同程度的缺陷;利用表面活性剂制取的石墨烯单片,可能因引入了活性剂而影响石墨烯固有的性质。此外,由于石墨烯单片之间有较强的范德华力,很容易因相互吸引而产生团聚,因而如何规模化制备稳定剥离的石墨烯基片对石墨烯材料的研究有着重要的意义。
3。氧化还原法
氧化还原法制备石墨烯是目前公认的应用最广泛且可大量制备石墨烯的方法,是用强氧化剂氧化鳞片石墨而获得的石墨衍生物,此法生产成本低、操作简便,易于批量制备。以石墨粉为原料, 然后用强氧化剂和强酸对其进行氧化,通过液相化学氧化工艺制备氧化石墨主要有三种方法,即Brodie法、Hummers法和Stauderunaie法。其氧化原理是在石墨的层间引入了羟基、羰基、环氧基及羧基等含氧基团, 来增加石墨的层间距, 进一步处理就得到了石墨氧化物。然后将制备好的氧化石墨进行超声分散,剥离等操作,制备成氧化石墨烯分散液,再加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团得到石墨烯