氧化还原法的缺点是宏量制备容易带来废液污染，而且制备的石墨烯存在一定的结构缺陷，例如，在边缘位置存在一些五元环、七元环等拓扑缺陷，或存在-OH基团的结构缺陷，这些将导致石墨烯部分电学性能的减弱，从而使石墨烯的应用受到限制，尤其是在物理及电子器件领域的研究收到很大限制。

图 2。 化学氧化-还原法制备石墨烯的过程示意图

1。1。2  石墨烯的应用

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的电学、力学、热学性能，使其在物理、化学、材料、生物、能源等领域具有广阔的应用前景[7,8]。

1）电极材料—石墨烯材料由于透光率高，材料本身透明，是理想的太阳能电池点击材料，而且由于拥有密度低、质量轻，易于加工，成本低，在此领域具有潜在应用价值。

2）传感器—自从石墨烯出现以来，分析化学家就把此类材料用于构建电化学传感器，检测生物分子，鉴于石墨烯的优良性能，可实现生物分子的高灵敏度、高选择性检测，另外，物理研究人员研制基于石墨烯材料的电子器件，可实现气体分子、离子等的高灵敏度检测，并有望用于安全检测、污染监测等领域。

3）超级电容器—基于石墨烯较高的理论比表面积，优良的电子迁移率，独特的二维平面结构，石墨烯在超级电容器电极材料方面具有广阔的应用前景，目前各国政府都积极投入开发高容量、长寿命的电容器。但无论是石墨烯，还是还原氧化石墨烯（RGO），在制备过程中非常容易发生层层堆叠，进而影响材料在电解质中的分散性和表面可浸润性，导致石墨烯材料的有效比表面积和电导率下降。因此，避免石墨烯堆叠是研制高能量密度和高功率密度超级电容器所面临的主要问题。

4）能源存储—石墨烯拥有低密度、高化学稳定性和高比表面积的优点，与碳纳米管一样，石墨烯材料也拥有优异的储氢能力，使其有可能成为储氢的最佳材料之一。

5）复合材料—石墨烯独特的物理、化学和机械性能为其复合材料的开发提供了诸多可能性，可望开辟诸多独特的应用领域，诸如导电高分子材料、多功能聚合物复合材料、生物医用材料、阻燃材料、润滑材料、高强度多孔陶瓷材料和耐高温橡胶等。

1。2  掺氮石墨烯 

1。2。1  掺氮石墨烯介绍

由于石墨烯零带隙的材料,使其电导性不能像传统的半导体一样受物理定律的限制,且石墨烯表面疏水且化学稳定性好,不利于与其他材料的复合,阻碍了石墨烯的应用[9],而石墨烯功能化是解决这一问题的有效思路，其中将石墨烯晶格中的碳原子用其他杂原子取代，形成杂原子掺杂石墨烯，可以打开带隙，并有效改变石墨烯的电子结构，使其变成p-或n-型半导体[10]，提高石墨烯的自由载流子密度[11],从而提高石墨烯的导电性能和稳定性。例如，在石墨烯的晶格中引入氮原子,可以增加石墨烯表面吸附金属纳米颗粒的活性位点,增强金属粒子与石墨烯的相互作用[12]，使得金属纳米粒子在石墨烯表面分布均匀，且能发挥两者的协同作用，提高催化效率。论文网

1。2。2  掺氮石墨烯材料的合成方法

 掺杂石墨烯由于独特的性能，引起了广大科研人员的研究兴趣，其中以掺氮石墨烯研究最多，文献报道的合成方法也是最多的。目前，制备掺氮石墨烯的方法主要有以下几种：

 (1)化学气相沉积法（CVD）

 化学气相沉积法[13]（CVD）是利用气态的前驱体，通过原子、分子间化学反应，使得气态前驱体中的某些成分分解，原子重排，在基体上形成石墨烯薄膜。制备掺氮石墨烯的过程中同时通入含碳和含氮化合物的气体，使其在金属基底表面分解、沉积，控制反应温度、沉积时间，可有效控制氮掺杂含量，石墨烯层数。改变氮原子化合物种类，则可以调控掺氮类型。