石墨烯及其材料综述
石墨烯材料的性质及其应用前景
石墨烯材料的性质及其应用前景石墨烯，是由单层碳原子形成的二维结构，它的厚度只有一个原子的大小。
由于其特殊的物理和化学性质，石墨烯在科学研究和工业领域中有着广泛的应用前景。
本文将探讨石墨烯材料的性质及其应用前景。
一、性质1.电学性质石墨烯材料是一种优良的导电材料。
由于其蜂窝状的晶格结构和高表面积，石墨烯的电阻率相对较低。
同时，由于电子可以在石墨烯的表面自由运动，石墨烯材料具有极高的电子迁移率，这使得这种材料更适合于高速电子器件。
2.力学性质石墨烯的力学性质极其优良。
在各类纳米材料中，石墨烯拥有最高的强度和模量，同时它又是非常柔软的，具有很好的弯曲性。
这些特性已经被广泛应用于构建高强度材料。
3.光学性质石墨烯是一种透明材料，且对各种波长的光谱响应很强，这使得它非常适合用于太阳能电池的制造。
在太阳能电池的应用中，石墨烯可以作为透明导电电极，同时可以替代铜箔作为阴极材料。
4.化学性质石墨烯具有很好的化学稳定性，在大多数溶剂中都能够保持稳定。
由于石墨烯的表面原子非常活泼，因此石墨烯也可以用于吸收有害物质。
这使得它可以成为一种极有价值的污染控制材料。
二、应用前景1.电子产品石墨烯材料在电子领域的应用前景非常广阔。
如今，石墨烯技术已经在液晶显示器、太阳能电池、电极和超级电容器等领域中得到应用。
石墨烯技术也被广泛应用于半导体解决方案、存储设备、太阳能电池和能源储存。
特别是在芯片行业中，石墨烯技术可以为提高芯片的性能和降低成本提供可能。
2.材料科学在材料科学领域中，石墨烯材料的应用前景也非常广阔。
石墨烯可以应用于纳米材料、纤维增强塑料、超材料、粘土纳米复合物和润滑材料等领域，极大地推动了这些领域的发展。
3.健康领域石墨烯还被广泛应用于生命科学领域。
石墨烯可以用于制造药物输送载体、生物医疗传感器、荧光探针和图像对比剂等领域。
这些应用可以改善疾病的诊断和治疗，从而增强对人类健康的保护。
综上所述，石墨烯材料的性质和应用前景都非常优秀，这使得石墨烯技术在未来十年内将会得到更广泛的应用。
石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用
石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，就凭借其独特的电子结构、优异的物理和化学性质，在科学研究和技术应用中引起了广泛的关注。
本文旨在对石墨烯材料的制备方法以及其在电化学领域的应用进行全面的概述和深入的探讨。
我们将简要介绍石墨烯的基本性质，然后重点论述石墨烯的各种制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等。
随后，我们将详细讨论石墨烯在电化学领域的应用，如锂离子电池、超级电容器、燃料电池等。
通过对这些应用的探讨，我们将揭示石墨烯材料在提高电化学性能、推动电化学领域发展中的重要作用。
我们将对石墨烯材料的应用前景进行展望，以期为未来石墨烯在电化学及其他领域的研究提供参考和借鉴。
二、石墨烯材料的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法以及碳化硅外延生长法等。
机械剥离法：这是最早制备石墨烯的方法，由英国科学家Geim 和Novoselov在2004年首次实现。
他们使用透明胶带对高定向热解石墨进行反复剥离，最终得到了单层石墨烯。
这种方法操作简单，但是制备效率低，且所得石墨烯尺寸不易控制，因此无法满足大规模生产的需求。
化学气相沉积法（CVD）：这是目前制备大面积、高质量石墨烯最常用的方法。
通过在高温条件下，使含碳有机气体（如甲烷）在金属催化剂（如铜、镍）表面分解，生成石墨烯。
这种方法可以制备出大面积、连续的石墨烯薄膜，且可通过控制生长条件来调节石墨烯的层数和质量。
氧化还原法：该方法以石墨为原料，通过强氧化剂（如浓硫酸、高锰酸钾）将石墨氧化成氧化石墨，再经过超声剥离得到氧化石墨烯。
然后，通过还原剂（如氢气、水合肼）将氧化石墨烯还原，最终得到石墨烯。
这种方法制备的石墨烯产量大，成本低，但是所得石墨烯的质量相对较低，含有较多的缺陷和杂质。
碳化硅外延生长法：在高温条件下，使碳化硅中的硅原子升华，剩余的碳原子在基底上重新排列，形成石墨烯。
石墨烯是什么材料
石墨烯是什么材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，其结构类似于蜂窝状的蜂窝状结构。
石墨烯由单层碳原子组成，形成了具有特殊性质的六角形晶格。
石墨烯的发现被认为是一项革命性的进展，因为它具有许多独特的物理和化学特性，使其在许多领域具有巨大的潜力。
首先，石墨烯具有出色的导电性。
由于其独特的结构，石墨烯中的电子可以自由移动，因此具有非常高的电导率。
事实上，石墨烯被认为是已知最好的导电材料之一，甚至比铜还要好。
这使得石墨烯在电子器件和导电材料方面具有巨大的应用潜力。
其次，石墨烯还具有出色的热导率。
由于其结构的特殊性，石墨烯可以有效地传递热量，因此具有很高的热导率。
这使得石墨烯在热管理和散热领域具有广阔的应用前景。
此外，石墨烯还具有出色的机械性能。
尽管它只有一个原子厚度，但石墨烯却非常坚固和耐用。
事实上，石墨烯被认为是已知最坚固的材料之一，具有比钢还要强大的拉伸强度和弹性模量。
这使得石墨烯在材料强度和耐久性方面具有巨大的潜力。
此外，石墨烯还具有许多其他独特的特性，例如光学透明性、化学稳定性和柔韧性等。
这些特性使得石墨烯在许多领域都具有广泛的应用前景，包括电子学、光学、材料科学、生物医学等。
总的来说，石墨烯是一种具有许多独特性质的材料，具有广阔的应用前景。
随着对石墨烯的研究不断深入，相信它将在未来的许多领域发挥重要作用，为人类社会带来巨大的变革和进步。
材料科学中的石墨烯及其应用
材料科学中的石墨烯及其应用石墨烯（graphene）是一种由碳原子构成的二维薄膜材料，具有优异的电学、热学、力学和光学性质。
它的发现和研究将引领未来一系列革命性的应用，例如电子学、储能、化学传感、生物医学和新能源等领域。
本文将探索石墨烯的制备与性质、应用现状以及未来展望。
制备方法石墨烯的制备方法主要有剥离法、化学气相沉积法、化学还原法和机械剥离法等几种。
剥离法是其中最早被发现的一种方法，它通过利用胶带、刮刀或化学剥离剂等手段，将石墨材料中的石墨烯层一层一层剥离下来，非常依赖于操作人员的技巧和经验，而且产量较低、成本较高，因此不适合大规模生产。
化学气相沉积法是利用化学气相沉积设备，在高温下加热并通过低压下控制反应气体流量，最终在载体上生长出石墨烯。
这种方法优点是操作简单、成本低、可大规模生产，但缺点是生产的石墨烯质量不稳定，容易受到外界污染。
化学还原法利用氧化石墨作为前体材料，通过还原方法制备石墨烯。
这种方法步骤较多，需要使用还原剂和高温高压反应，但可以控制石墨烯厚度和材质纯度，因此是制备高质量石墨烯的一种重要方法。
机械剥离法是通过机械剥离设备，将硅基底上的石墨材料与压敏胶带反复粘贴和撕掉，最终获得石墨烯。
这种方法成本低廉、操作简便，但产品质量不如化学气相沉积法制备的石墨烯。
性质特点石墨烯的特点主要体现在以下几个方面：1. 极高的电导率和热导率。
由于石墨烯的电子轨道结构，它可以同时传导电流和热量，相对于传统金属材料，它的电导率和热导率分别可达到它们的200倍和5000倍。
2. 强韧、轻薄、柔软。
石墨烯是一种二维薄膜材料，其最小厚度只有一个碳原子层，非常轻薄和柔软，而且有极高的力学强度和韧性，可以承受极大的拉伸和弯曲。
3. 极高的比表面积和催化活性。
石墨烯的表面积很大，因此可以增强其与周围环境的物理、化学反应，广泛应用于电化学催化、传感器和吸附剂等方面。
4. 光学特性。
由于石墨烯只是一个原子层厚的薄膜，可以使得光线更深层次地穿透其表面，并且可以自由地控制它的光学性质，例如制造纳米光子学器件。
石墨烯材料的研究及其应用前景
石墨烯材料的研究及其应用前景石墨烯材料是近年来备受关注的新材料之一，其优异的物理和化学性质让人们对其应用前景充满期待。
本文将从石墨烯的历史发展、材料性质、研究现状和应用前景四个方面展开论述。
历史发展石墨烯是由英国曼彻斯特大学的两位科学家Kostya Novoselov和Andre Geim于2004年首次成功制备出来的。
而这也使得他们两位获得了2010年度的诺贝尔物理学奖。
虽然石墨烯是近年来才被发现和制备出来的，但是其结构却早在20世纪60年代就已经被理论学家和科学家预测出来。
材料性质石墨烯是一种单层的二维碳材料，由于其极薄、极硬、高强、高导、高透和高稳定性的结构特性，在应用方面具有广泛的潜力。
例如，在电子学、能源、催化剂、生物医学等领域，石墨烯材料都有着极为广泛的应用前景。
对于材料本身的物理性质，石墨烯具有高电导率、高极限电流密度、良好的热导率、非常高的比表面积、高度的机械强度、优异的光学特性和化学稳定性。
此外，石墨烯材料还具有统一理论和严密数学描述，这也为其进行理论设计和实验研究提供了极大的便利。
研究现状石墨烯材料的研究具有极为广泛的领域和应用，因此也成为了当前研究热点之一。
石墨烯可以通过化学气相沉积、机械剥离、化学还原、溶液还原等多种方法进行制备。
在石墨烯的制备过程中，如何保证其质量和单层性是研究的重点之一。
目前，石墨烯的特性和应用方向的研究涉及到物理学、材料科学、化学、生物学、医学等多个领域。
在国外，很多大型公司和机构都投入了大量的精力和研究经费进行石墨烯的制备和应用研究，取得了许多令人瞩目的成果。
例如，三星电子已经研制出了一种采用石墨烯材料制造的显示屏原型，该屏幕能够消耗更少的电能，且具有超高精度的图像显示效果。
应用前景如上所述，石墨烯由于其出色的物理和化学性质，具有极广泛的应用前景。
在电子学领域，石墨烯可用于制备超薄、高速芯片及其它电子器件，例如高性能CMOS器件、高性能FET、透明电极和发光二极管等。
石墨烯负极材料
石墨烯负极材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有许多优异的物理和化学性质，因此被广泛应用在各种领域。
其中，石墨烯作为负极材料在电池领域具有重要意义。
首先，石墨烯具有优异的导电性能。
由于其独特的结构，石墨烯能够实现电子的快速传输，使得电池在充放电过程中能够更加高效地进行能量转化。
与传统的负极材料相比，石墨烯能够显著提高电池的充放电速率和循环寿命。
其次，石墨烯具有高比表面积。
石墨烯的二维结构使得其具有非常大的比表面积，这意味着更多的电解质能够与石墨烯表面发生反应，从而提高了电池的能量密度和功率密度。
这对于电动汽车等需要高能量密度的应用来说尤为重要。
此外，石墨烯还具有优异的机械性能和化学稳定性。
这使得石墨烯负极材料能够在复杂的电池环境下保持稳定的性能，不易发生损坏和老化，从而延长了电池的使用寿命。
总的来说，石墨烯作为负极材料在电池领域具有巨大的潜力。
随着石墨烯制备技术的不断进步和成本的降低，相信石墨烯负极材料将在未来得到更广泛的应用，为电池技术的发展带来新的突破。
综述石墨烯的制备与应用
半导体物理课程作业石墨烯的制备与应用（材料）目录一、石墨烯概述 (2)二、石磨烯的制备 (3)1、机械剥离法 (3)2、外延生长法 (5)3、化学气相沉积法 (6)4、氧化石墨-还原法 (6)5、电弧法 (9)6、电化学还原法 (9)7、有机合成法 (10)三、石墨烯的应用 (11)1、石墨烯在电子器件领域的应用 (11)1.1 石墨烯场效应晶体管 (11)1.2 石墨烯基计算机芯片 (12)1.3 石墨烯信息存储器件 (13)2、石墨烯在能源领域的应用 (14)2.1 石墨烯超级电容器 (14)2.2 锂离子电池 (15)2.3 太阳能电池 (16)2.4 储氢/甲烷器件 (17)3、石墨烯在材料领域的应用 (18)3.1 特氟龙材料替代物 (18)3.2 石墨烯聚合物复合材料 (18)3.3 光电功能材料 (19)4、石墨烯在生物医药领域的应用 (20)4.1 基于氧化石墨烯的纳米载药体系 (20)4.2 氧化石墨烯对DNA/基因/蛋白的选择性检测 (21)4.3用于生物成像技术 (23)4.4 石墨烯在肿瘤治疗方面的应用 (23)四、总结及展望 (24)参考文献 (25)一、石墨烯概述碳广泛存在于自然界中，是构成生命有机体的基本元素之一。
碳基材料是材料界中一类非常具有魅力的物质，从无定形的碳黑到晶体结构的天然层状石墨；从零维纳米结构富勒烯到一维碳纳米管无不给人们带来炫丽多彩的科学新思路。
而二维碳基材料石墨烯的发现，不仅极大地丰富了碳材料的家族，而且其所具有的特殊纳米结构和性能，使得石墨烯无论是在理论还是实验研究方面都已展示出了重大的科学意义和应用价值，从而为碳基材料的研究提供新的目标和方向。
碳的晶体结构—石墨和金刚石(三维)是自然界中最早为人们熟知的两种碳同素异构体，因化学成键方式不同而具有截然相反的特性。
1985年，一种被称为“巴基(零维)被首次发现，三位发现者于11年后, 即1996年获诺贝尔球”的足球形分子C60化学奖。
石墨烯的物理性质及其应用
石墨烯的物理性质及其应用石墨烯是由碳原子组成的二维材料，具有许多特殊的物理性质，如高导热性、高电导性、高透明度、高强度等，因此在科学研究和工业应用领域备受关注。
一、石墨烯的物理性质1.高导热性石墨烯具有超高的导热性能，可达到3000W/m·K，是传统导热材料的100倍以上。
2.高电导性石墨烯也具有超高的电导性，约为1000000S/m，是铜的约10倍。
3.高透明度石墨烯是一种几乎透明的材料，可透过大部分的可见光，透过率可达97.7%。
4.高强度石墨烯的强度非常高，其弹性模量约等于1300GPa，是钢的200倍。
5.独特的电子结构石墨烯具有独特的电子结构，呈现出带有马约拉纹的能带结构，使得其在电子输运方面具有非常特殊的性质。
二、石墨烯的应用1.半导体由于石墨烯拥有独特的电子结构和优异的电传输性能，因此可以应用于半导体领域，有望取代硅元件，开启下一代电子器件领域。
2.能源石墨烯的高导热性和高电导性，使其可以应用于能源领域。
比如可以用于太阳能电池、燃料电池等。
3.生物医疗石墨烯具有优异的生物相容性和生物降解性，可能成为未来生物医药领域的新材料。
可以应用于传感器、病毒检测、药物传递等领域。
4.航空航天石墨烯的高强度和轻质特性，使其成为理想的航空航天材料。
可以应用于制造飞机、火箭等部件。
5.3D打印石墨烯的高强度、高导电性和高导热性，使其成为3D打印领域的前景材料。
可以应用于打印电子器件、生物医学器械等。
综上所述，石墨烯具有许多优异的物理性质和应用前景。
在未来的科技发展中，石墨烯将成为一个备受关注的领域，许多应用将被推广和拓展。
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关于石墨烯和石墨烯复合材料的综述石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。
自从2004年发现以来，研究者对这种材料在未来技术革命方面提出了大量的建设性创意，石墨烯被认为是未来能够取代硅的一种新型电子材料。
石墨烯是只有一个原子厚的结晶体，具有超薄、超坚固和超强导电性等特性，其优异的电学、热学和力学性能，在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用价值引起了科学界新一轮的“碳”热潮。
它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬，仅仅是一个原子的厚度，并形成了高质量的晶体格栅，石墨烯的结构，是由碳原子六角结构紧密排列构成的二维单层石墨，是构造其他维度碳质材料的基本单元。
它可以包裹形成0维富勒烯，也可以卷起来形成一维的碳纳米管，同样，它也可以层层堆叠构成三维的石墨。
石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。
石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
大量制备尺寸、厚度可控的石墨烯材料对石墨烯基材料的应用具有重要的意义。
制备石墨烯可以归结为两个基本的思路：一是以石墨为原料，通过削弱以及破坏石墨层间的范德华力来剥开石墨层从而得到石墨烯：二是基于活性碳原子的定向组装，“限制”碳原子沿平面方向生长。
基于上述思想，化学剥离法、SiC 表面石墨化法和金属表面外延法等一些新的方法相继被报道。
本人通过大量的归纳总结，共总结出以下七种方法。
机械剥离法就是利用机械力，将石墨烯片从具有高度定向热解石墨(HighlyOriented Pyrolytic Graphite，HOPG)表面剥离开来。
2004年，Novoselov等[7]运用这一简单而有效的方法，首次制备并确认石墨烯的存在。
他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。
不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
机械剥离法是制备石墨烯最为直接的方法。
此方法可以获得的石墨烯尺寸可达100 μm且具有最高的质量，适用于研究材料的基本性质(导电性)。
但是低产率和尺寸不易控制等缺点使该方法仅适用于实验室的基础研究。
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是制备纳米材料的有效方法。
采用一定化学配比的反应气体为反应物，在特定激活条件下，通过气相化学反应可在不同的基片表面生成石墨烯膜层。
该方法获得的石墨烯面积大且厚度容易控制，改变基底的类型可以与现有的半导体制造工艺兼容。
常用的基底为金属如Ni，Cu等。
Kim首先在Soil /Si衬底上沉积厚度为300 nm的金属Ni，然后将样品放置于石英管内，在氩气气氛下，加热到1000 ℃，再通入流动的混合气体(CH /H /Ar=50/65/200)，最后在氩气气氛下,快速冷却(冷却速率为～10℃.S-1)样品至室温，即制得石墨烯薄膜。
Ruoff等[9]以CH +H 为反应物，以Cu片为基质合成高质量石墨烯膜。
化学气相沉积法有两个明显的优势:一是此方法获得的产品中单层石墨烯比例大。
二是可以获得大尺寸的产品，从而保证了石墨烯样品的结晶完整度。
但是该方法需要使用高质量的金属基底和复杂的反应过程使其成本较高，同时其产量较低(限于基片的大小)，不利于其在电催化领域的应用。
2.1.3表面外延生长法以SiC为基底外延生长是制备高质量石墨烯的有效方法。
早在19世纪90年代中期，研究者就已发现，加温至一定的温度后(通常在1000 ℃以上) ，SiC 中的Si原子将被蒸发出来，余下的碳原子重排生成晶态纳米碳。
由于碳化硅的平面结构对碳原子的组装有限域作用，因此研究者发现该过程可应用于石墨烯的制备。
J．Hass等报道在真空条件下将4H－SiC上长出石墨烯材料。
Geogia理工学院的W．A．deHeer教授发现，在4H－SiC(000－1)外延生长的多层石墨烯具有单层石墨烯的一些特性;与在SiC表面外延生长石墨烯相类似，利用热循环法以富含C的金属Ru(0001)面为模板，在Ru原子上也可以种出高质量的石墨烯。
2.1.4氧化石墨还原法1960年，有文献报道利用KClO 和HNO 可以使石墨层深度氧化，获得氧化石墨(GO)。
石墨层被氧化成亲水的石墨烯氧化物，石墨层间距由氧化前的0.35 nm增加到0.7～1 nm，经加热或在水中超声剥离很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。
GO与石墨烯具有类似的平面结构，以其为前体采用适当的还原方法可以使其表面的功能团消除，获得石墨烯材料。
Ruoff研究组在这方面做了大量的工作。
以水合肼为溶剂和还原试剂，制备了稳定的还原石墨烯的分散液。
研究中发现，还原石墨烯的稳定性和导电性与肼的浓度有密切的关系。
以浓度低的肼为还原试剂所得的石墨烯分散液稳定性差，水合肼在作为还原试剂的同时还起到保护剂的作用。
此外，他们还通过改变肼溶液的浓度和成分来控制石墨烯薄层的面积。
Zhang等发现在浓的KOH(NaOH) 溶液中，氧化石墨表面的功能团可被逐渐的消除，从而获得石墨烯材料。
现在化学剥离分散法成为大规模制备石墨烯的一种重要的方法。
此方法存在的缺点是石墨烯片容易发生皱褶或折叠。
另外，由于不能彻底消除石墨烯片上的官能团，所以化学剥离分散法制得的石墨烯片厚度较大，一般在1 nm以上。
同时，在氧化石墨制备中需使用强氧化剂破坏石墨层间的范德华力，这导致氧化石墨的结构中引入了大量的缺陷。
采用常规的还原方法很难恢复这些缺陷，因而制备的石墨烯缺陷较多、导电性差，使其在电极材料中的应用受到一定程度的限制。
N. Liu等采用高纯石墨棒为电极，电极距离为6.0 cm，在不同的电解液体系下施加电压，使阳极石墨片层剥落，获得均一的石墨烯溶液体系。
实验对不同的电解液体系下所制的的石墨烯进行溶解性和导电性比较，并对制得的石墨烯的厚度进行了汇总。
MingZhou采用将氧化石墨喷涂到导体或绝缘衬底上，在电化学的作用下还原氧化石墨，得到O/C原子比小于6.25%的还原层，厚度可以从单层到几微米不等淬火是工业上使钢强化的基本手段之一。
在淬火过程中，物质的表面温度下降速度快于内部温度，内外的温度差产生的“应力”可以使物质的表面容易出现裂痕。
对于三维的石墨碳来讲，如果这种应力足够大的话，就可以使石墨的层－层发生有效的剥离，从而获得石墨烯。
Lee等以HOPG为原料，以碳酸氢铵溶液为媒介，采用淬火技术成功的制备了单层和几层石墨烯。
制备中无需使用胶带等从而使所得石墨烯表面很干净，同时该方法可在短时间内获得大尺寸的石墨烯材料，与微机械剥离法相比具有明显的优势。
但是在制备中需要使用较为昂贵的HOPG作为原料，从而使成本增加。
膨胀石墨价格低廉，由于层间含有插层的无机离子，膨胀石墨层间距较大，层间作用力较弱，更容易剥离。
为了使膨胀石墨有效剥离，采用合适的淬火媒介十分必要。
首先，淬火介质应该容易进入膨胀石墨的层间，从而使其有效的剥离;其次，淬火介质应具有一定的还原能力，使膨胀石墨表面的基团得以还原，提高产品的导电性。
以氨水和肼为淬火介质，以廉价的膨胀石墨为原料，采用淬火方法可以制备高质量的石墨烯。
导电原子力表征指出该方法制备的石墨具有优异的导电性，大约为氧化石墨还原法制备的石墨烯的几十倍。
通过反复的淬火处理，80%的膨胀石墨可转化为石墨烯和多层石墨烯。
固相热解是大量制备石墨化纳米碳材料的有效方法。
该过程使用的原料为含有Fe、Co、Ni的聚合物。
由于Fe、Co、Ni元素对碳的晶化有促进作用，可在较低的温度下获得石墨化纳米碳材料。
选择合适的碳源以及调节碳源和催化剂之间的作用对可控制备晶态纳米碳十分必要。
离子交换树脂丰富的孔道内有大量的极性基团，这些基团可以与多种类型的金属离子(配离子)相互作用，从而可以将金属催化剂前体引入到树脂骨架。
通过调节树脂和金属催化剂前体的类型，可以成功的制备石墨化碳纳米胶囊、纳米带以及厚的纳米片层。
分析证明所得碳的形貌与碳源的结构以及催化剂的用量密切相关。
而且发现催化剂的致密排列有助于形成厚的片层结构。
通过进一步加大催化剂的引入量，利用密堆积Fe粒子的限域作用以及Fe3C的生成－分解过程发现，可以得到大量的薄的碳纳米层－即石墨烯。
天然石墨不亲水也不亲油，由天然石墨剥离所得的片层石墨烯如果在还原之前不经过化学处理，在还原过程中也会很快地聚集在一起，重新生成块状石墨，很难得到所想要的片层石墨烯。
即使得到少量的片层石墨烯也会具有不亲水、不亲油的性质，这样的性质同样使其不能很好地与其它材料进行复合，限制了石墨烯的广泛应用，其复合材料也不能充分发挥石墨烯优越的性能。
化学法制备的石墨烯是由氧化石墨还原所得，氧化石墨片层结构周边含有羰基、羧基，中间含有羟基和环氧基等高活性的含氧官能团，可以利用这些官能团对具有卓越性能的石墨烯进行接枝、包覆等化学处理。
文献报道用于表面改性的活性剂主要有阳离子表面活性剂、有机异氰酸酯、长链脂肪族胺、烷基胺和氨基酸等。
Lerf等制备并研究了大量化学改性的氧化石墨衍生物，证实对这种氧化石墨的官能团进行改性是可行的。
Mat-suo课题组一直致力于研究氧化石墨插层衍生物的制备，先后采用阳离子表面活性剂和烷基胺等实现了对氧化石墨的插层。
近几年，他们又用氯硅烷类和乙氧基硅烷类等对氧化石墨进行甲基烷基化处理，成功实现了丁基胺插层氧化石墨的甲基烷基化，并通过生色团的嫁接制成了荧光薄膜材料。
Sasha S等用异氰酸酯对片层氧化石墨进行化学接枝，由于片层氧化石墨表面含有大量羟基，使此反应顺利进行。
完全反应后，再对此衍生物用联氨进行还原，利用AFM表征所得到的衍生物，其厚度大约只有1 nm。
此种石墨烯接枝上一定数量的烷基后具有亲油性，可与大多数聚合物充分混合均匀。
Sandip N等利用相同的方法成功地制备出接枝的片层石墨烯G-CONH (CH2)17 CH3，其片层厚度约为5Å。
Yongchao Si等先用硼氢化钠还原片层石墨烯周边的羧基和羰基，然后与对氨基苯磺酸在冰浴中反应2 h，成功地将磺酸基接枝到片层氧化石墨上，再对所得物质用联氨在100 ℃条件下还原24 h，得到的片层石墨烯在水中的溶解度为2mg/ml．。
国内外的研究表明，对氧化石墨特性官能团进行有目的的表面改性和利用插层活性剂撑开氧化石墨层间距都有利于有机溶剂中的氧化石墨膨胀剥离为氧化石墨烯，形成纳米级分散体系。