石墨烯怎么制作 石墨烯如何制作

石墨烯的制备

石墨烯，作为一种具有革命性潜力的新型材料，因其独特的二维结构而备受关注。其制备方法多种多样，小编将详细介绍几种常见的石墨烯制备方法，帮助读者全面了解这一领域的知识。

一、物理法制备石墨烯

1.机械剥离法

物理方法制备石墨烯通常以廉价的石墨或膨胀石墨为原料。机械剥离法是通过机械力从石墨晶体的表面剥离出石墨烯片层。这种方法原料易得，操作相对简单，合成效率较高。

2.取向附生法

取向附生法是利用特定条件下石墨烯在基底上的自组装特性，通过控制生长条件使石墨烯在基底上有序排列。这种方法制备的石墨烯具有优异的物理性能。

3.液相或气相直接剥离法

液相或气相直接剥离法是通过将石墨或膨胀石墨在液相或气相中进行剥离，得到单层或多层石墨烯。这种方法具有高效、环保等优点。

二、微机械分离法

微机械分离法是通过机械力从石墨晶体的表面剥离出石墨烯片层。Novoselov（诺奖得主，石墨烯发现者）即是采用这种办法来制备石墨烯。该研究首先利用氧等离子体的刻蚀作用，在厚度为Imm的高定向热解石墨的表面得到多个深度为5um的平台，再将这些平台上的石墨烯片层剥离出来。

撕胶带法/轻微摩擦法是最普通的微机械分离法。直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年，海姆等用这种方法制备出了单层石墨烯，并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体。

三、化学法制备石墨烯

1.氧化还原法

通过先将石墨氧化成氧化石墨，然后将氧化石墨解理，进而通过还原来制备石墨烯材料的方法。这种方法包括常用的Hummers法、Standenmaier法等。

2.外延生长法

外延生长方法包括碳化硅外延生长法和金属催化外延生长法。碳化硅外延生长法是将石墨烯生长在碳化硅基底上，金属催化外延生长法则是利用金属催化剂促进石墨烯的生长。

石墨烯的制备方法多种多样，物理法和化学法各有优缺点。物理法制备的石墨烯质量高，但产量低；化学法制备的石墨烯产量高，但质量相对较低。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的制备方法。随着科技的不断发展，石墨烯的制备技术将更加成熟，为石墨烯的广泛应用奠定基础。