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1.1.2 石墨烯的制备及应用价值
石墨烯由于其独一无二的优异性能和巨大的潜在应用价值，更是引起了全世界的广泛关注，在石墨烯发现以前，科学家们曾经认为二文晶体在有限温度下是不可能存在的，所以石墨烯的发现在凝聚态物理学界引起前所未有的轰动。英国曼彻斯特大学教授安德烈。海姆(Andre Geim)[1]和康斯坦丁[2]。诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)[3]因在石墨烯(graphene）[4]研究方面做出的杰出贡献而荣获2010年的诺贝尔物理学奖，从此石墨烯的概念在全世界得到了前所未有的关注。
目前已知的石墨烯制备方法有很多，包括机械剥离法，化学分散法，化学气相沉积法等。化学气相沉积法是以能量激化气体反应先驱物发生化学反应，在基地表面可以形成石墨烯薄膜的一种成长方法。通过CH4分解，然后还原CO等生成气态的碳原子，产物沉积在基地表面，生成二文石墨烯薄膜。但是现阶段的工艺并不成熟而且这种方法需要的成本较高，故限制了其规模应用。微机械剥离法是一种采用了离子束对物质的表面进行刻蚀，然后通过机械力对物质的表面进行剥离从而制得石墨烯。但是由于此种方法工艺复杂，而且制备出的石墨烯产率并不高，不能满足工业化的要求，所以在一定的程度上限制了其规模化的生产。有机分子分散法是一种将石墨在有机溶剂中通过超声分散从而能够成功的制备出石墨烯的方法。这种方法得到的石墨烯好处是缺陷少，但坏处就是浓度不高。没有功能化的石墨烯是在水中的溶解性并不高，且熔化程度也不好，这在一定程度上限制了它们的大规模的实际应用。最近的努力已经导致可溶液加工的石墨烯氧化物（GOs）和边缘功能化石墨烯（EFG）可以从石墨中进行剥片。进行石墨烯氧化物和可用性溶液过程不仅促进了石墨烯材料的可用性，而且可以通过不同处理方法形成大面积石墨烯薄膜，这是对边缘去除还原石墨烯的功能有利的方向。
1.2氧化石墨烯简介[5]
氧化石墨烯在19世纪已经被发现，它作为用化学法制备石墨烯的前驱体，仍保持着层状结构。而且片层上引入了许多含氧官能团，与石墨类似。氧化石墨烯是氧化石墨保持层状结构，在片层上引入含氧官能团，如羧基、羟基等，通过溶剂剥离或热剥离得到的单层结构。而一般通过强酸性及强氧化性溶剂对石墨进行氧化反应而获得氧化石墨，而由于制备方法以及石墨原料的选用不同，得到的氧化石墨的氧化程度也会有一定的区别。目前主要一共有三种方法来制备，分别是Brodie[6]法、Staudenmaier[5]法和 Hummers[4]法。前两种方法是利用了氯酸钾和硝酸作为氧化剂。而Hummers法因为更快速，更简便，而后广泛被研究者所采用。其后更是在此法的基础上不断改进，探索，而得到了更为有效的氧化方法，研究了不同氧化方法得到的氧化石墨烯之间存在的差异性。