用什麼方法生產石墨烯

㈠ 石墨烯的制備

1. 微機械剝離法

氧等離子束先在高定向熱解石墨表面，用光刻膠將其粘到玻璃襯底上進行焙燒，再用透明膠反復地從石墨上剝離出石墨薄片，放入丙酮溶液中超聲振盪，再將單晶矽片放入丙酮溶劑中，，單層石墨烯會吸附在矽片上，從而成功地制備出單層的石墨烯。

優點：該方法簡單易行，不需要苛刻的實驗條件，得到的石墨烯晶體結構較好，缺陷少，質量高。

缺點：是石墨烯的生產效率極低，僅限於實驗室的基礎研究。

2. 外延生長法

以單晶6H-SiC 為原料，利用氫氣刻蝕處理後，再在高真空下通過電子轟擊加熱，除去氧化物；熱分解去除其中的Si，在單晶(0001)面上分解出石墨烯。

優點：該方法制備的石墨烯電導率較高，適用於對電性能要求較高的電子器件。

缺點：會產生難以控制的缺陷以及多晶疇結構，大面積制備困難。此外，制備條件苛刻、成本高。

3. 石墨插層法

以天然鱗片石墨為原料，用鹼金屬元素為插層劑，通過插層劑與石墨混合反應得到石墨層間化合物。將一個電子輸入石墨晶格中，使得石墨晶體容易發生剝離分開。最後通過超聲和離心處理得到石墨烯片。

優點：制備方法相對簡單，制備速度快，效率高

缺點：難以得到單層，且加入的插層物質會破壞石墨烯的sp2 雜化結構，使得石墨烯的物理和化學性能受到影響。

4. 溶液剝離法

溶劑剝離法是將石墨分散於溶劑中，利用超聲或高速剪切等作用將溶劑插入石墨層間，進行層層剝離，制備出石墨烯。

優點：能得到優質石墨烯。

缺點：是產率很低，不適合大規模生產和商業應用。

5. 化學氣相沉積法（CVD）

石墨在較高溫度條件下呈氣態發生化學反應，退火生成石墨烯沉積在金屬基體表面。

優點：能夠高質量大規模生成石墨烯。

缺點：不適合制備大規模石墨烯宏觀粉體。此外，通過化學腐蝕分離石墨烯與基底金屬，需要消耗大量的酸，會對環境產生巨大的污染，成本高。

6. 氧化還原法

首先利用強氧化劑處理石墨，形成親水性的含氧基團，；然後利用超聲方法剝離氧化石墨，，使石墨氧化物片迅速剝離得到單層的氧化石墨烯；最後，在高溫或者在還原性溶液中對氧化石墨烯進行還原反應，還原除去氧化石墨烯表面的含氧基團，恢復二維結構石墨烯。

優點：氧化還原法可以大量、高效地制備出高質量的石墨烯，過程相對簡單。

㈡ 石墨烯的生產方法有哪些

石墨烯的合成方法主要有兩種：物理方法和化學方法。物理方法是從具有高晶格完備性的石墨或者類似的材料來獲得,獲得的石墨烯都在80nm以上.而化學方法是通過小分子的合成或溶液分離的方法制備的,得到的石墨烯尺寸在10nm以下. 其中物理方法包括:機械分離法，取向附生法和加熱SiC的方法、爆炸法；化學方法包括石墨插層法、熱膨脹剝離法、電化學法、化學氣相沉積法、氧化石墨還原法、球磨法。微機械分離法,最普通的是微機械分離法，直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來。2004年Novoselovt等用這種方法制備出了單層石墨烯，並可以在外界環境下穩定存在。典型制備方法是用另外一種材料膨化或者引入缺陷的熱解石墨進行摩擦，體相石墨的表面會產生絮片狀的晶體，在這些絮片狀的晶體中含有單層的石墨烯。取向附生法—晶膜生長,是利用生長基質原子結構「種」出石墨烯，首先讓碳原子在1 1 5 0 ℃下滲入釕，然後冷卻，冷卻到850℃後,之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面，鏡片形狀的單層的碳原子「 孤島」 布滿了整個基質表面，最終它們可長成完整的一層石 墨烯。第一層覆蓋 8 0 %後，第二層開始生長。底層的石墨烯會與釕產生強烈的交互作用，而第二層後就幾乎與釕完全分離，只剩下弱電耦合，得到的單層石墨烯薄片表現令人滿意。

㈢ 石墨烯主要制備方法

1、微機械剝離法

方法：用光刻膠將其粘到玻璃襯底上，再用透明膠帶反復撕揭，然後將多餘的高定向熱解石墨去除並將粘有微片的玻璃襯底放入丙酮溶液中進行超聲，最後將單晶矽片放入丙酮溶劑中，利用范德華力或毛細管力將單層石墨烯「撈出」。

缺點：產物尺寸不易控制，無法可靠地制備出長度足夠的石墨烯，不能滿足工業化需求。

2、外延生長法

方法：在高溫下加熱SiC單晶體，使得SiC表面的Si原子被蒸發而脫離表面，剩下的C原子通過自組形式重構，從而得到基於SiC襯底的石墨烯。

缺點：對制備所需的sic晶面要求極高，而且在sic上生長的石墨烯難以剝離。

3、化學氣相沉積法（CVD法）

方法：將碳氫化合物甲烷、乙醇等通入到高溫加熱的金屬基底表面，反應持續一定時間後進行冷卻，冷卻過程中在基底表面便會形成數層或單層石墨烯。

缺點：制備所需條件苛刻，需要高溫高真空。成本高，生長完成後需要腐蝕銅箔的到石墨烯。

㈣ 石墨烯是怎麼提煉的

石墨烯分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。常見的石墨粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。石墨烯薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。

1、機械剝離法

機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結構

2、氧化還原法

氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高猛酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，製得氧化石墨。然後將反應物進行水洗，並對洗凈後的固體進行低溫乾燥，製得氧化石墨。通過物理剝離、高溫膨脹等方法對氧化石墨粉體進行剝離，製得氧化石墨烯。

最後通過化學法將氧化石墨烯還原，得到石墨烯。這種方法操作簡單，產量高，但是產品質量較低 。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強酸，以及使用大量的水進行清洗，帶大較大的環境污染。

3、SiC外延法

SiC外延法是通過在超高真空的高溫環境下，使硅原子升華脫離材料，剩下的C原子通過自組形式重構，從而得到基於SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質量的石墨烯，但是這種方法對設備要求較高。

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石墨烯的應用：

1、感測器

石墨烯可以做成化學感測器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。 石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。

石墨烯是電化學生物感測器的理想材料，石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。

2、晶體管

石墨烯可以用來製作晶體管，由於石墨烯結構的高度穩定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。

例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz，超過同等尺度的硅晶體管。

3、柔性顯示屏

消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了又多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。

韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止「塊頭」最大的石墨烯塊。隨後，他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從理論上來講，人們可以捲起智能手機，然後像鉛筆一樣將其別在而後。

㈤ 石墨烯是用什麼方法制備出來的

石墨烯的制備方法有很多，如微機械分離法：這類方法是通過機械力從石墨晶體的表面剝離出石墨烯片層。Novoselov（諾獎得主，石墨烯發現者）即是採用這種辦法來制備石墨烯，該研究首先利用氧等離子體的刻蝕作用．在厚度為Imm的高定向熱解石墨的表面得到多個深度為5um的平台，再將刻蝕過的表面固定於光阻材料的平面上，將除平台以外的石墨結構去除。然後，研究人員用透明膠帶反復地從己固定的平台上剝離石墨片層，直至該平面上剩下較薄的片層為止，並將其分散於丙酮溶液當中。再將表面為SiOz薄膜的硅基片於該溶液中浸漬片刻並超聲洗滌，一些厚度小於10 nm的石墨片層在范德華力或毛細作用下緊密地固定在硅基片上。考慮石墨烯特殊的光學特性，研究人員使用了光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡的聯合表徵手段，從而清晰的觀測到了多層和單層石墨烯的存在。
其他的方法還有： 氧化石墨還原法； 外延生長法； 化學氣相沉積法(CVD)； 電化學方法；爆炸法；石墨插層法；取向附生法；熱膨脹剝離法；球磨法