石墨烯的制备及在橡胶中的应用
石墨烯材料的制备和应用
石墨烯材料的制备和应用石墨烯是由碳原子构成的单层蜂窝状结构材料，拥有极强的导电、导热、机械强度和化学稳定性等优良特性，具有广泛的应用前景。
本文将介绍石墨烯的制备和应用领域。
一、石墨烯的制备方法1.机械剥离法石墨烯最早的制备方法之一是机械剥离法。
该方法利用粘性较小的胶带或者放电石墨杆等将石墨中的石墨烯层分离，再用显微镜或者扫描电镜进行观察和鉴定。
这种方法制备出的石墨烯材料不仅成本较低，而且结构较为单一。
但是，其缺点也很明显：不适用于大批量生产，且对石墨质量要求极高，生产效率很低。
2.氧化-还原法除了机械剥离法外，氧化-还原法也是石墨烯的常用制备方法。
其步骤为，对石墨进行高温氧化处理，得到氧化石墨，然后通过还原反应将其还原得到石墨烯。
这种制备方法简单易行，对石墨原料的要求较低且可大规模生产。
但是生产出的石墨烯含杂质较多，且其质量受到还原反应条件的限制。
3.化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）用热解的气相碳源沉积在晶种上。
CVD法是石墨烯的高规模生产的主要方法，制备的石墨烯为多晶性，但石墨烯的芯片可达到厘米级别，还可以控制其厚度，并且产生的杂质很少。
此法需要高昂的设备和高温高压等极其苛刻的条件来实现，且实验步骤复杂，但是，这种方法却可以获得高纯石墨烯。
二、石墨烯的应用领域1.电子学领域石墨烯由于其优良的电导性、透明度和受限于电子的高度可调制性，是构筑微型电路和其他电子元件的理想选择。
在电子领域，石墨烯的应用将涉及到传感器、场效应晶体管以及集成电路等领域。
石墨烯电极也用于生产锂离子电池、电容器和柔性电路板等方面，有较好的应用前景。
2.生物医学领域石墨烯的高比表面积、良好的生物相容性和其他特殊的物理和化学性质在生物医学等领域中也具有巨大的潜力。
石墨烯可以用于生物传感器、分子探针、药物释放器及其它医疗器械等等。
例如，在药物释放器方面，石墨烯可以帮助精准释放药物、降低药物剂量、减轻药物不良反应、延长药物释放周期等。
石墨烯橡胶基复合材料概论
石墨烯橡胶基复合材料概论橡胶材料应用到国民经济的各个领域，也是高科技领域不可缺少、不可替代的关键材料之一。
其中天然橡胶开发利用已经有100多年历史，20世纪30年代采用双烯类单体合成出丁钠、丁锂橡胶，引入氯原子合成出具有阻燃、耐日光老化功能的氯丁橡胶，引入氰基的丁腈橡胶能改善耐油性，在分子侧链引入高键能氟原子的氟橡胶极大提高了材料的耐热性和耐老化特性，随着化学工业的不断发展，硅橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶等生胶与橡胶材料被开发出来。
随着应用需求的发展和橡胶制品应用的多样化，其中典型的例如航空材料领域，需要橡胶制品具有优异的各项综合性能，也对橡胶制品提出了更高的功能性需求。
橡胶材料的生胶在强度和弹性方面都比较低，不具备使用价值，只有加入补强填料、防老剂等加工助剂并经过加工后才拥有使用功能。
炭黑（CB）作为通用的碳基补强材料与白炭黑（SiO）一起广泛应用于各类橡胶胶料补强中。
石墨烯2是最新发展的新型碳基材料，具有优异的物理性能，引起了学术界和工业界的高度关注。
表4-1给出了石墨烯、碳纳米管、钢铁、塑料、纤维和橡胶的性能对比数据。
石墨烯，作为一种性能出色的橡胶纳米填料，与其衍生物一同被广泛应用于各类石墨烯/橡胶复合材料研究中。
在满足功能性要求的基础上，相关研究主要在以下两个方面提升石墨烯/橡胶复合材料性能：（1）提高石墨烯及其衍生物在橡胶基体中的分散程度；（2）增强石墨烯及其衍生物结构与橡胶基体之间的界面相互作用。
表4-1 石墨烯，碳纳米管，纳米尺寸钢和聚合物的部分性能了大量的研究成果，在材料、工艺、检测手段等方面也开辟了很多新的研究方向。
其发展历程、历史定位与发展基础已被为数众多的综述所记录。
本章将从石墨烯/橡胶复合材料应用的橡胶基体及典型应用出发，综述其制备及功能改性、结构、性能、相关测试方法及其应用方面的研究进展。
石墨在橡胶中的作用
石墨在橡胶中的作用
石墨在橡胶中的作用主要有以下几个方面：
1. 增强橡胶的机械性能：石墨作为一种优秀的填料材料，可以增加橡胶的刚度和强度，提高橡胶制品的硬度和耐磨性。
石墨填料能够在橡胶中形成一个骨架结构，增加橡胶的抗拉强度和耐久性。
2. 提高橡胶的导热性：石墨具有良好的导热性能，可以提高橡胶制品的导热性，使其更好地散热。
这对于一些需要散热的橡胶制品，如轮胎、密封件等是非常重要的。
3. 改善橡胶的摩擦性能：石墨的添加可以减少橡胶制品的摩擦系数，降低摩擦阻力，提高橡胶制品的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 提高橡胶的导电性：石墨是一种电导体，加入适量的石墨可以使橡胶具有一定的导电性能。
这对于一些需要导电的橡胶制品，如电缆护套等是非常有益的。
总体来说，石墨在橡胶中的添加可以改善橡胶的机械性能、导热性能、摩擦性能和导电性能，使其更加适用于不同的应用领域。
石墨烯在橡胶中的应用
石墨烯在橡胶中的应用赵慧江河北西姆克科技股份有限公司河北省石家庄050000 摘要：石墨烯是一种强度较高的材料，将其制备合成高性能的聚合物在工业生产中具有较高的应用价值。
随着我国各项事业的综合发展，工业制造领域对材料的要求越来越高，橡胶材料作为广泛应用于工业企业的一种常见材料，提高橡胶材料的性能就显得尤为必要了。
石墨烯与橡胶进行复合材料制备，能够显著提高传统橡胶材料的性能，提高材料的功能化，是我国橡胶材料发展的主要方向。
关键词：石墨烯；橡胶；合成；应用石墨烯作为纳米填料，其具比表面积更大和更强的作用力，优于传统材料的性能，将石墨烯用于提高传统橡胶材料的性能是当前我国工业生产的主要趋势。
目前，已知石墨烯的制备方法五花八门，本文就石墨烯的结构、合成方法、应用展望等进行探讨，旨在为石墨烯在我国工业生产中发挥最大价值提供一点理论帮助。
1石墨烯的结构2004年，英国科学家首次通过胶带机械剥离高定向热解实验得到石墨烯后，这一物质迅速在世界范围内引起了广泛的关注。
石墨烯为一种新型的二维原子晶体，由通过杂交连接的单个原子碳原子层组成，整体上呈二维六方晶格结构分布，单层碳原子之间紧密排列，如图1所示。
图1石墨烯的结构在首次制得石墨烯前，专家学者普遍认为石墨烯不会在任何的二维晶体结构中维持稳定性。
然而，研究表明石墨烯能够通过在表面上形成皱纹或通过吸附其他分子来维持稳定性。
严格的说，这是一种单层物质，对于双层以及多层石墨，由于其结构和性质与石墨有着明显的不同，因此有学者指出双层以及多层石墨在广义上来说也属于石墨烯的范围。
2石墨烯的合成方法石墨烯的合成制备方法大致上可以分成自下而上、自上而下两种。
2.1自下而上方法自下而上这种方法主要包括气相沉积法、碳纳米管转换法、化学转化法以及晶体外延生长法等。
其中，气相沉积法以及晶体外延生长法更多的是用来生产量少尺寸大、要求无缺陷的石墨烯，所以在一些基础的领域中应用较多，但是由于这种方法不能大量的进行石墨烯生产，因此当前我国工业领域对这种方法应用不多[1]。
石墨烯在轮胎橡胶中应用技术的进展解析
石墨烯在轮胎橡胶中应用技术的进展解析双钱集团上海轮胎研究所有限公司苏博李玉庭一、简介石墨烯(Graphene) 是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有非常好的导热性和电导性，以及高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，作为填充体系应用于胎面胶能够从三个方面提高胎面胶性能，分别是导电性、导热性和机械性能，其中，能够有效提高胎面胶的强度、耐磨性、抓地性、耐久性等性能，并能解决白炭黑静电积累问题以及胎面胶热量积累问题，从而可以很好地平衡传统填充体系无法克服的性能缺陷。
二、全球生产石墨烯的企业国外生产情况国内生产情况目前,我国石墨烯产业已经有超过 50 家的制备及相关应用开发企业,目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。
经过前期的积累，国内大型石墨烯企业（年产石墨烯粉体50吨以上）已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法，大部分指标足以满足低端应用需求。
此外，少数企业已经具备了规模化生产的优势，产能扩建也在进行之中。
二、国内发展情况石墨烯应用到轮胎生产中，可以使轮胎变得更加耐磨、防穿刺，而且能大大提高使用寿命。
正因为具有这样的特性，一些研究机构开始进行这方面的研究和应用。
四川大学高分子材料工程国家重点实验室，已经自主研发出世界首个石墨烯橡胶轮胎。
双星全球研发中心暨石墨烯轮胎中心实验室奠基仪式在青岛西海岸新区举行。
其中，石墨烯轮胎中心实验室将是全国首个石墨烯轮胎实验室，目标是实现高端石墨烯轮胎的超前研发和产业化，引领世界轮胎研发制造领域的新一轮革命。
据介绍，石墨烯是从石墨材料中剥离出来、是目前强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性能最好的材料，被称为“新材料之王”，应用到轮胎可以提升轮胎的耐磨、抗刺扎、降低肩空等性能，使其变成超级轮胎。
项目总占地面积约120亩，建筑面积约16万平方米，总投资10亿元。
其中，一期全球研发中心项目占地面积25亩，建筑面积4万平方米，计划于2016年年底投入运行。
石墨烯的制备和应用发展
石墨烯的制备和应用发展石墨烯是由碳原子组成的一种单层厚度的薄膜，它的特殊结构使其具有诸多优异的性质和应用前景。
近年来，石墨烯制备技术的发展和其应用领域的不断拓宽，使得它成为了材料科学研究、新材料开发和应用领域内一个备受瞩目的话题。
一、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法机械剥离法是制备石墨烯最原始的方法，通过利用胶带或粘性物质把石墨材料逐层剥离，最终得到单层厚度的石墨烯。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将气态前驱物在高温下分解成石墨烯的方法。
一般采用的前驱物为甲苯和丙烯等有机物，将其在高温下通过化学反应转化为石墨烯。
3. 热还原法热还原法是通过加热草酸钴或草酸铜等金属盐，使其在高温区域内还原并生成石墨烯。
4. 其他方法还有其他一些制备石墨烯的方法，如化学氧化还原法、电化学剥离法等。
这些方法都有其独特的优缺点，可以根据应用的需要进行选择。
二、石墨烯的应用发展1. 电子器件领域石墨烯具有高电导率、高透明度和优异的热稳定性等特点，因此被广泛应用于电子器件领域。
例如，用石墨烯作为透明电极可以显著提高光电器件的性能。
2. 能源领域由于石墨烯的高电导率和良好导热性，使它成为了一种理想的电极材料。
将石墨烯应用于电池、太阳能电池等领域，可以提高其转化效率和储存能力。
3. 生物医学领域石墨烯具有高生物相容性和表面活性，可以作为一种有前途的生物医学材料。
例如，利用石墨烯的优异光学性质可以制备荧光探针，用于生物诊断和细胞成像。
4. 其他领域除了以上领域，石墨烯的应用还涉及到材料科学的各个领域。
例如，用石墨烯增强材料可以制备高强度的轻型材料；用石墨烯作为气体分离膜可以实现高效的气体分离等。
总之，石墨烯是一个非常有前途的材料，可以用于各种不同的领域和应用场景。
虽然石墨烯的制备方法还存在一些问题，但随着研究的深入和技术的发展，相信石墨烯的制备方法和应用前景还有很大的发展空间。
石墨烯橡胶基复合材料的制备方法
石墨烯橡胶基复合材料的制备方法目前石墨烯/橡胶导电复合材料的制备方法主要包括溶液共混法、胶乳共混法、机械混炼法等。
一、溶液共混法溶液混合法是实验室制备聚合物基纳米复合材料常用的方法。
具体步骤是将石墨烯片层或者是石墨烯衍生物的胶体悬浮液与目标聚合物基体混合在一起；聚合物可以单独溶解在溶剂中，也可以溶解在石墨烯片的悬浮液中。
接着将目标聚合物的不良溶剂加入该悬浮混合液中，结果包裹着填料的聚合物的分子链会发生沉降作用，而后沉降复合物经过提纯和干燥及进一步的处理就可以进行相关实验或应用。
此外，也可以将石墨烯/聚合物复合溶液中的溶剂直接挥发掉，但是研究表明，该种方法中由于溶剂挥发速率较慢，可能会发生石墨烯聚集现象，最终降低复合材料的性能。
Ashwin等报道了通过溶液涂覆法制备石墨烯/橡胶纳米复合材料。
具体工艺是将TrGO与NBR溶于二甲苯形成均匀的浆状物，然后将该溶液涂覆于铝板上，形成2～3mm厚的橡胶混合物，最后在空气中固化24h得到石墨烯/橡胶复合材料。
图4-1 石墨烯/橡胶复合材料的SEM图像采用溶液共混法制备石墨烯/橡胶复合材料时，石墨烯能够理想地被剥离并均匀分散于橡胶基体中，但该方法也有很多局限性，如石墨烯及其衍生物一般很难与橡胶基体同时分散于共同的溶剂中，如三氯甲烷、甲苯等，因此需要对其进行改性处理，但是化学改性又会影响石墨烯的导电性；此外，大量使用有机溶剂造成环境污染且成本大，与目前的环保趋势不符；橡胶硫化配合剂也很难通过溶液共混加入；另外，有研究表明，溶剂小分子极易进入并紧密吸附到石墨烯片层间，很难将其完全脱除，这为通过溶液共混法制备高性能复合材料带来了困难。
胶乳共混法可以避免这些缺点。
二、胶乳共混法胶乳共混法是首先将石墨烯或者GO分散在水相中，接着再与橡胶胶乳混合，搅拌均匀后进行破乳、干燥、硫化得到石墨烯/橡胶复合材料。
该方法无溶剂引入、污染小，工艺相对简单。
Li等通过在天然橡胶乳液中原位还原氧化石墨烯制备了石墨烯（GR）填充改性天然橡胶（NR），工艺路线见图4-2。
石墨烯和碳纳米管在橡胶中的分散性研究
石墨烯和碳纳米管在橡胶中的分散性研究近年来，石墨烯和碳纳米管作为具有巨大潜力的有机非金属纳米材料，在多领域应用中受到了广泛的关注。
橡胶是具有最高绝缘性的橡胶，具有杰出的电磁屏蔽性、阻尼性、抗紫外线性等特性，因此，将石墨烯和碳纳米管引入橡胶中作为其填料，已成为新兴的研究方向。
一方面，将石墨烯和碳纳米管添加到橡胶中，可以实现橡胶的性能改善。
首先，随着碳纳米管和石墨烯含量的增加，橡胶性能的硬度会因为分散体系中碳纳米管和石墨烯结构之间的作用力而大大增加。
时，加入碳纳米管和石墨烯后，由于碳纳米管和石墨烯的高热导率，橡胶的热导率也会大大提高，这有利于橡胶材料在高温环境中的使用。
外，由于碳纳米管和石墨烯具有杰出的抗紫外线性，因此，将这些材料添加到橡皮中可以有效改善橡皮材料的耐光性。
另一方面，碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性也很重要。
其主要特点是尺寸小，它们的长度和直径都小于15nm，且具有极高的表面积和可改性性。
果碳纳米管和石墨烯的分散性越好，则它们的性能改善也会越好。
因此，研究人员集中精力研究碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性问题。
为了提高碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性，研究人员在合成制备碳纳米管和石墨烯时采用了多种方法。
首先，可以采用共沉淀法，利用交联剂将碳纳米管和石墨烯与橡胶基体共沉淀，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。
，可以采用改性水溶性聚合物的方法，利用含水物质的活性基团改性碳纳米管和石墨烯，使它们与橡胶相容，从而更有效地分散到橡胶中。
外，研究人员还可以采用改性外接性聚合物的方法，向碳纳米管和石墨烯表面涂覆外接性聚合物，使其与橡胶具有良好的相互作用，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。
在调控碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性方面，研究人员还采取了更多的手段，比如利用有机溶剂调节碳纳米管和石墨烯的可溶性，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。
外，也可以采用添加剂和超声提散技术，使液体分散体系更加稳定，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石墨烯的制备及在橡胶中的应用姓名：罗鹏班级：材料加工工程学号：20150200661. 绪论1.1 石墨烯的性能石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，于2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出来，以此证实了它可以单独存在，他们这项成果也打破了在20世纪30年代，Peiers和Landau认为由于热力学不稳定性而不可能存在这种二维晶体的传统理论。
据陈莹莹等[1]报道，石墨烯独特的二维结构使它具备了许多特性，石墨烯的理论比表面积高达2.6×103 m2 /g，优异的导热性能3×103 W/( m·K)，力学性能1.06×103 GPa，杨氏模量为1.0 TPa。
在已知材料中，石墨烯具有最高的强度130 GPa，是钢的100多倍。
石墨烯具有稳定的正六边形晶格结构使其具有优异的导电性，室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 /( V·s)，比目前使用的半导体材料锑化铟的最大迁移率高两倍，比商用硅片的最大迁移率高10倍。
此外，石墨烯还具有很高的光透射率（可达97.7%）、室温量子隧道效应、反常量子霍尔效应。
1.2 石墨烯的制备方法目前，伴随着对石墨烯越来越多的研究，同时也产生了一系列的制备方法。
1.机械剥离法：机械剥离法是最早制备石墨烯的一种方法。
Novoselov 在首次发现石墨烯时就是使用的该方法。
在实验中，首先将石墨片剥离出石墨，继而将石墨片的两面粘在一种特殊的胶带上，在撕开胶带的同时将石墨片分开。
不断进行这样的机械力剥离操作，得到的石墨片越来越薄，最终得到的就是仅由一层碳原子构成的石墨烯，石墨烯层的尺寸为d≥3 nm，约100 μm 长，并且肉眼可见。
机械剥离法的方法易于操作，但是制备得到的石墨烯尺寸有限，并且无法控制石墨烯的层数，且产量不高。
2.外延生长法：Berger 等通过高温加热大面积的单晶SiC 使石墨烯生长于其上，在超真空或常压下脱除Si 留下C，继而得到与原SiC 差不多面积的石墨烯薄层。
在研究外延生长制备石墨烯的过程中发现，可用作石墨烯衬底的材料种类很多，分为非金属类衬底(包括SiC、SiO2、GaAs 等) 和金属类衬底(包括Cu、Ni、Co、Ｒu、Au、Ag等)。
Sprinkle和Heer研究小组采用在超高真空下加热至1000 ℃去除表面氧化物，再在SiC表面通过加热来促使石墨烯的生长。
Emtse等使用常压下SiC表面生长石墨烯，得到的石墨烯在T = 27 K 的电子迁移率可达2000cm2V-1·S-1，室温下可达2700 cm2V-1·S-1。
但是外延生长法制得的石墨烯仍然无法达到均一厚度，并且使用的衬底材料不同也会对石墨烯的生长有不同的影响，促使石墨烯不易从衬底材料上分离开来。
因此，此制备方法仍然需要进一步实验与研究。
3.金属催化法：金属催化法是指固态或气态碳源在一定的温度、压强及催化剂的作用下在基底上直接生成石墨烯的方法，常用的有化学气相沉积( CVD) 法和金属催化法两种方法。
中科院金属所沈阳材料科学国家( 联合) 实验室任文才团队采用贵金属铂生长基体，以低浓度甲烷和高浓度氢气通过常压CVD 法，成功制备出了毫米级六边形单晶石墨烯及其构成的石墨烯薄膜。
通过该研究组发明的电化学气体插层鼓泡法，可将铂上生长的石墨烯薄膜无损得转移到任意基体上。
转移得到的石墨烯具有很高的质量，将其转移到Si /SiO2基体上制成场效应晶体管，测量显示该单晶石墨烯室温下的载流子迁移率可达7100 cm2 V-1·S-1。
该方法操作简单、速度快、无污染，并适于钌、铱等贵金属以及铜、镍等常用金属上生长的石墨烯的转移，金属基体可重复使用，可作为一种低成本、快速转移高质量石墨烯的普适方法。
为石墨烯在高性能纳电子器件、透明导电薄膜等领域的实际应用奠定了材料基础。
通过CVD 法可以制备大面积高质量的石墨烯，但此方法仍然存在一些问题有待解决: C 在催化金属中的溶解度、保温时间和冷却速度等，且由于CVD 法采用的是气体碳源，碳源不可控，所以制备的石墨烯的层数无法精确控制。
以固体碳源为主的金属催化法通过碳源的可控来达到精确控制石墨烯在制备过程中的层数要求。
目前，采用的固态碳源主要包括非晶碳、富勒烯及类石墨碳等。
Somani等用化学气相沉积法，以樟脑为碳源，在850℃的高温条件下，在镍箔上沉积碳原子，由镍箔在炉腔中自然冷却制备出石墨烯，该方法获得的石墨烯较厚，约有35层。
Fujita等采用非晶碳为碳源利用液态金属镓进行催化制备石墨烯，在液态镓和非晶碳的接触面上形成了4～10 层石墨烯，证明了液态镓可以作为催化剂来制备碳纳米管( CNT) 或Graphene( 石墨烯) ，但是液态镓催化制备石墨烯的过程及机理还不清楚。
固体碳源金属催化法制备过程中可以通过控制碳源来控制石墨烯所需层数，且通过不同的金属催化剂的选择可以实现制备大尺寸的石墨烯。
现在已有科学家对于外延生长法及金属催化法中石墨烯与各类衬底之间的作用机理进行研究，包括衬底界面与石墨烯生长之间原子成键的相互作用及机理、晶格匹配、电子交换与转移; 对于不同形貌的界面结构与石墨烯原子之间的作用等对于石墨烯生长的影响; 衬底材料为金属时的活泼性对石墨烯生长的影响; 衬底结构、形貌等对石墨烯的结构与带隙的影响等问题。
4．淬火法：淬火法制备石墨烯的原理是通过在快速冷却过程中造成内外温度差产生的应力，使得物体出现表面脱落或裂痕，继而使得石墨烯从石墨上剥落下来。
Lee等以HOPG( Highly Oriented Pyrolytic Graphite，高定向热解石墨) 为原料，以碳酸氢铵溶液为媒介，采用淬火技术成功地制备了单层和多层石墨烯。
与机械剥离法相比可以在短时间内获得较多石墨烯。
但是制备所需的HOPG也同时增加了制备所需的成本。
田春贵课题组找到的膨胀石墨作为一种价格低廉的替代品并使用淬火法成功制备了高质量的石墨烯。
膨胀石墨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，他们使用了氨水和肼为淬火介质。
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。
5.制备石墨烯的其他方法直接燃烧法，Chakrabrati将金属镁至于放有干冰的容器内进行燃烧，制备得到高产量的少层石墨烯薄片。
相比于其他方法，此方法操作简单，具有较大的潜力，但此方法使用的二氧化碳是造成温室效应的主要原因，且仍然未能解决石墨烯层数可控制备、量化生产的目的。
电化学方法该方法对于环境友好，所制备的石墨烯的形状可以随着模板形状的改变而改变。
原位自生模板，具有操作简单、反应条件温和可控、产量高等优点。
超声分散法能够制得质量较好的石墨烯，但不易提纯。
电弧法可用来大量生产富勒烯和碳纳米管，但制得的石墨烯中含有其他碳材料，且无法得到尺寸大且为单层的石墨烯。
近期，中国科学院化学研究所的刘云圻教授所在的研究团队，通过借鉴电弧法制备可控碳纳米管与化学气相沉积法制备可控石墨烯的成功经验，利用催化电弧法实现了克量级石墨烯的生长。
超薄切片法是对聚丙烯腈( PAN) 基碳纤维进行超薄切片来制备石墨烯的方法。
Kim等使用直接还原CO 的方法制备得到石墨烯片层。
除以上几种制备方法之外，近几年有大量使用激光制备石墨烯的研究，以不同功率的激光器代替诱发石墨烯剥离的诱因，如激光诱发化学气相沉积、外延生长、氧化还原及激光与碳纳米管的相互作用的方法来制备石墨烯，但是仍然无法解决精确控制石墨烯的晶体结构以及尺寸等问题。
通过以上对于石墨烯制备方法的综述可知，石墨烯不但引起了全球科学家的研究热潮，基于先前研究人员对于石墨烯的经典制备方法，近期研究人员已结合自身的实际研究条件和成果要求，石墨烯的制备方法不断推陈出新，其制备方法更不断地将向石墨烯尺寸、层数可控、降低制备成本、提高石墨烯产量高以及绿色节能环境友好的方向推进。
2. 石墨烯在橡胶中的应用2.1 氧化石墨烯改性蒙脱土对天然橡胶性能的影响由李何青等[2]可知，以蒙脱土和氧化石墨烯/蒙脱土作为填料制备的天然橡胶复合材料，在考察了混炼胶的硫化性能，硫化胶的力学性能、耐磨性能、溶胀指数和交联密之后，得到如下结果：蒙脱土（MMT）和氧化石墨烯/蒙脱土（MC）均可以提高复合材料的性能，但是MC的效果要好于MMT。
含有MMT和MC 的胶料，随着添加量的增加，t10和t90出现下降趋势，而硫化指数上升，这是因为改性季铵盐参与了氧化锌、硫磺和各种促进剂的硫化中间络合物的反应，从而提高了硫化速度，而MC/NR高于MMT/NR。
这说明石墨烯可以提高MMT在天然橡胶中的分散性能，增加MMT与橡胶分子链之间的相互作用力。
2.2 石墨烯对天然橡胶硫化动力学的影响从Jinrong Wu等[3]对石墨烯的研究中，我们可以得知，他们首次详细地研究了石墨烯对使用硫磺硫化体系的天然橡胶的硫化动力学的影响。
他们通过改性胶乳混合的方法制备石墨烯/天然橡胶纳米复合材料，得到的结果是，这种方法有效地使石墨烯在天然橡胶中分散开来，硫化仪和DSC测试的结果表明天然橡胶中少量石墨烯的加入就使天然橡胶的硫化动力学发生了很大的变化，硫化过程的诱导期受到了抑制，然后明显的发生下降，在相同的硫化时间的条件下，硫化速度首先增加而后降低。
这两方面的因素的影响导致了最佳固化时间的显著减小而后有轻微的上升。
在硫化时，未填充天然橡胶和含有≤0.3phr石墨烯的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料都展现了一个单独的放热峰，然而在含有更多的石墨烯时却分裂成双峰，并猜测可能的原因是硫化剂的物理扩散。
因此，两个放热峰归因于两个反应阶段，即化学反应控制阶段和扩散控制阶段。
化学反应控制阶段较扩散阶段拥有更低的活化能，石墨烯的加入降低了化学反应控制阶段的活化能，而对扩散控制阶段的活化能有着相反的作用。
最后，他们猜测了一种机理来解释石墨烯对天然橡胶的促进作用。
为了应对橡胶材料新的应用需求，Wang Xing等[4]研究了通过改性胶乳混合的方法制备具有多功能的石墨烯/丁苯橡胶（GE/SBR）纳米复合材料，而且增强了它的机械强度。
他们发现GE和SBR之间有很强的界面相互作用，且GE/SBR 纳米复合材料拥有增强了很大的机械强度、低的热积累、增强了的耐磨性和热稳定性、卓越的气体阻隔性和导电性。
这些性能使GE/SBR纳米复合材料成为一种有前途的新材料，它可以用于绿色轮胎和电子包覆层。
2.3 减热氧化石墨烯的制备及天然橡胶性能的影响据Aguilar等[5]报道，加工工艺是一种制备天然橡胶（NR）和减热氧化石墨烯（TRGO）复合材料革新的选择。