無污染石墨烯材料

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時(shí)溶劑可以插入石墨層間，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯，整個(gè)液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合，從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的性能。無污染石墨烯材料

石墨烯材料的物理特性優(yōu)異，還具備很高的強(qiáng)度和韌性，在航空航天電子設(shè)備上可以得到運(yùn)用，石墨烯還具有可以吸收雷達(dá)波的特點(diǎn)，應(yīng)用在隱形戰(zhàn)機(jī)上會起到很高的提升效果。石墨烯材料在太赫茲雷達(dá)中起著十分重要的作用，而太赫茲雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機(jī)的身影。大家都知道，美國作為世界***強(qiáng)國，在隱身戰(zhàn)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展處于前列，而隱身戰(zhàn)機(jī)比較大的特點(diǎn)就是隱身性能十分***，但是在太赫茲雷達(dá)面前，這些***的隱身戰(zhàn)機(jī)都會黯然失色，即便是美國*****的F-35戰(zhàn)機(jī)，都可能會受到威脅。我國在石墨烯材料方面獲得的重大突破，讓美國羨慕不已也十分警惕只有自身強(qiáng)大，才不會讓自己的國家處于被動。這個(gè)重大好消息將會在今年被全面推廣應(yīng)用，成為2020年里我們中國一大科技成就。無污染石墨烯材料常州第六元素研發(fā)生產(chǎn)的石墨烯礦用托輥復(fù)合材料。

石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成及其物理性能從其化學(xué)結(jié)構(gòu)組成上來看，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型（呈蜂巢晶格）的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來看，它具有光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性一部分列的物理性能，從這也可以表現(xiàn)出它是一種非金屬材料，其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被譽(yù)為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達(dá)頭發(fā)絲的20萬分之一，強(qiáng)度是鋼的200倍?？茖W(xué)家預(yù)言，石墨烯將會是21世紀(jì)****重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場應(yīng)用前景不可估量。石墨烯不僅*是電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天領(lǐng)域?qū)е律鐣奶貏e要注意關(guān)注。

溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?；苽涫┑膯栴}，同時(shí)也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來的不足，研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題，完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。氧化石墨易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個(gè)相鄰碳原子間的鍵長為×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率比較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場作用改變化學(xué)勢而被觀察到，而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。石墨烯將會是21世紀(jì)重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場應(yīng)用前景不可估量。單層石墨烯聯(lián)系人

石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料。無污染石墨烯材料

氧化-還原法制備成本低廉且容易實(shí)現(xiàn)，成為制備石墨烯的比較好方法，而且可以制備穩(wěn)定的石墨烯懸浮液，解決了石墨烯不易分散的問題。氧化-還原法是指將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨(GO)，經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨)，加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團(tuán)，如羧基、環(huán)氧基和羥基，得到石墨烯。氧化-還原法被提出后，以其簡單易行的工藝成為實(shí)驗(yàn)室制備石墨烯的**簡便的方法，得到廣大石墨烯研究者的青睞。Ruoff等發(fā)現(xiàn)通過加入化學(xué)物質(zhì)例如二甲肼、對苯二酚、硼氫化鈉(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基團(tuán)，就能得到石墨烯。氧化-還原法可以制備穩(wěn)定的石墨烯懸浮液，解決了石墨烯難以分散在溶劑中的問題。氧化-還原法的缺點(diǎn)是宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷，例如，五元環(huán)、七元環(huán)等拓?fù)淙毕莼虼嬖?OH基團(tuán)的結(jié)構(gòu)缺陷，這些將導(dǎo)致石墨烯部分電學(xué)性能的損失，使石墨烯的應(yīng)用受到限制。無污染石墨烯材料