石墨烯在电分析化学中的应 年级
石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用
石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用作者：张谦张玲李景虹来源：《分析化学》2013年第05期摘要：石墨烯作为新型的二维碳基纳米材料，具有良好的导电性、较大的比表面积和较好的生物相容性。
石墨烯及其复合物适合于构建酶电化学生物传感器。
本文介绍了石墨烯功能化的方法，并对石墨烯及其复合物在酶电化学生物传感器方面的研究进行了综述。
关键词：石墨烯；功能化；酶；电化学生物传感器；综述1引言石墨烯（Graphene）是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的新型碳材料。
自从2004年由英国Manchester 大学的Geim研究组发现以来，石墨烯引起了强烈的反响和广泛关注[1]。
这种二维纳米材料的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，其厚度仅为一个碳原子的厚度（0.335 nm），是目前所发现的最薄的二维材料[2，3]。
这种特殊的结构使得石墨烯表现出优异的物理化学性质。
石墨烯的理论比表面积高达2600 m2g4，其结构中长程有序的鸺缱咏峁故故┚哂杏乓斓牡既刃阅（3×103 W（m·K））和力学性能（1.06×103 GPa）以及室温下的高的电子迁移率（1.5×104 cm2（V·s））[4～6]。
由于具有独特的结构和优异的性能，石墨烯已被广泛应用于诸多领域[7～13]。
近年来，随着对石墨烯结构、性质等方面的深入研究，其在电化学，尤其是生物电化学领域的研究日益受到关注[14～22]。
由于具有优良的导电性和电催化性能，石墨烯是制备酶电化学生物传感器的一种理想的电极材料[23～25]。
石墨烯良好的电学性质使其可以在电化学过程中有效地促进电子传输，提高生物传感器的灵敏度和响应信号，缩短响应时间[26]。
而且，石墨烯具有较大的比表面积可有效提高酶的负载量，由此改善传感器的灵敏度等性能[27]。
此外，石墨烯还具有良好的生物相容性，能够保持负载酶的生物活性，有利于生物传感器的稳定[28，29]。
高中化学试题：电化学原理综合应用解题模型(原卷版)
B．阴极电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg
C．白烟产生的方程式为8NH3+3Cl2＝6NH4Cl+N2
D．电解开始后，石墨棒表面立即产生大量气泡，水银表面始终无气泡产生
电化学原理综合应用
解题模型
电化学知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考化学的持续热点，在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。近年高考中对电化学的考查出现了新的变化，以装置图为载体来考查电化学的相关知识，成为近年高考的新亮点，考查的关键能力侧重于两个方面：一是理解与辨析能力，要求学生能够从图示电化学装置中提取有效信息，判断装置种类、辨别电极名称等；二是分析与推理能力，要求学生能够根据图示信息和电解池的工作原理，分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的量等。
A．电极A为阳极，发生氧化反应
B．处理过程中Cl-可循环利用
C．处理后的水垢主要沉降在阴极附近
D．若R为CO(NH2)2，当消耗1 mol CO(NH2)2生成N2时，则电极B处产生的H2为
12．(2023·浙江省浙里卷天下高三联考)金属钠可溶于水银形成合金“钠汞齐”Na·nHg，利用这一性质可通过电解饱和食盐水得到金属钠，实验装置如图所示(电键、电压计、电流计等已略去)，洗气瓶中有白烟产生，下列说法不正确的是( )
A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉
B．放电时，负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-
C．充电时，AlCl4-向铝电极移动
D．理论上每生成1mol Ph3N，外电路通过1mol电子
石墨烯复合材料的制备、性能与应用
石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。
它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。
是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。
石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。
由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。
综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。
关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。
研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。
石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。
通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。
通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。
采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。
研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。
通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。
制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。
本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。
石墨烯的制备及其电化学性能分析
石墨烯的制备及其电化学性能分析杨晨;刘丽来;邢善超;徐新龙;杜新伟;刘红斌【摘要】以大鳞片石墨制备的膨胀石墨(EG)为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨,采用NaBH4化学还原制备石墨烯.采用扫描电镜和X射线衍射仪对化学还原后的石墨烯进行形貌和结构表征,应用电池测试系统对样品进行循环伏安(CV)、恒流充放电等电化学性能测试.结果表明:石墨烯电极在电流密度100mA·g-1时的首次放电比容量达1900mAh·g-1;经100个循环周期后石墨烯电极比容量为450mAh·g-1;在不同电流密度下循环50次,再回到100mA·g-1时,仍保持首次循环92％的比容量.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2014(028)011【总页数】5页(P82-86)【关键词】膨胀石墨;石墨烯;锂离子电池;电化学性能【作者】杨晨;刘丽来;邢善超;徐新龙;杜新伟;刘红斌【作者单位】黑龙江科技大学环境与化工学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学环境与化工学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学研究生学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学环境与化工学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学研究生学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学研究生学院,黑龙江哈尔滨150022【正文语种】中文【中图分类】O646石墨烯是碳原子以sp2杂化轨道组成的碳六元环状呈蜂巢状的单片层薄膜，厚度仅相当于一个碳原子尺寸，是碳类材料的基本组成单元[1]。
石墨烯具有较高的电子传导性，较大的比表面积（2630m2·g-1）[2]以及较高的理论储锂容量（744mAh·g-1）[3]，作为锂离子电池负极材料时具有独特的优势[4,5]：石墨烯的导电性使其本身具有电子传输性能，而导热性则确保其使用过程中的稳定性；石墨烯纳米片层结构缩短Li+传输路径，较大的层间距更有利于Li+的扩散传输。
石墨烯的性质与应用前景
石墨烯的性质与应用前景石墨烯是一种二维的碳材料，具有出色的物理、化学性质和广泛的应用前景。
它的结构由由单层碳原子组成的六角形格子构成，具有高强度、高导电性、高热导性、高透明度等特点。
由于其独特的性质，石墨烯被广泛关注，已被探索出许多应用前景。
一、石墨烯的物理性质1.高强度和韧性石墨烯的碳碳键强度高，相比其他材料更为坚硬，在温度范围内具有极高的韧性。
同时，由于石墨烯可以卷曲或扭曲形成纳米结构，因此还可以用于弯曲电子学和柔性电子器件。
2.高导电性和透明度石墨烯具有高导电性和透明度，是一种优良的导电薄膜材料。
在透明电子器件中应用广泛，因其透明度高、导电性能好、机械性能佳的特点，有望在LCD、电子纸及光电器件等领域得到广泛应用。
3.高热导性石墨烯具有非常好的热导性质，具有将热量快速传输的能力，可以作为高效的散热材料。
4.低能量损耗和高韧性石墨烯可以吸收大量的机械能，而不会发生断裂，同时石墨烯投工小，可以避免机械衰竭和损伤。
二、石墨烯的化学性质1.高化学稳定性石墨烯能够在多种化学液体中保持稳定，能够抵抗许多酸、碱的腐蚀，且不会被风化，具有很高的耐用性。
2.石墨烯的表面特性石墨烯在物理、化学反应过程中表现得非常活跃和敏感，可以广泛用于表面分析的研究领域，如传感器、化学电源器件等。
三、石墨烯的应用前景石墨烯是一种具有广泛应用前景的材料，特别是当被深度研究和开发出应用的技术后，其影响将会非常大。
1.电子学和光学应用由于石墨烯有极好的导电性和透明度，可以用于开发各种电子学和光学应用，如光伏电池、热电半导体、电子显示器、光电探测器、光电发射器等。
2.生物医学应用石墨烯因其大的比表面积和小的孔径，可以用于生物医学领域的细胞成像、药物释放和细胞分离，同时石墨烯具有出色的生物相容性。
3.电池和超级电容器的应用石墨烯作为电池和超级电容器的材料之一，具有很高的比容量、循环性能和导电性，可以用于开发微型化、高能量密度和长寿命的电池和超级电容器，具有广泛的应用前景。
石墨烯的制备及电化学性能研究
目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 1 引言 (1)1.1 石墨烯的制备 (2)1.1.1 机械剥离法 (2)1.1.2 电化学剥离法 (2)1.1.3 化学气相沉积法 (3)1.2 石墨烯电极材料的制备 (5)1.3 石墨烯电极材料电化学性能测试 (5)2 实验部分 (6)2.1 实验试剂 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 RHAC和GQDs的制备 (6)2.4 RHAC-GQDs的制备 (6)2.5 电极制备和电池组装 (7)3 结果和讨论 (8)3.1 分析了RHAC的比表面积和孔隙结构 (8)3.2 GQDs的拉曼光谱和荧光光谱分析 (8)3.3 红外光谱分析 (8)3.4 XRD分析 (8)3.5 扫描电镜分析 (9)3.6 循环伏安法测试分析 (9)3.7 恒流充放电试验分析 (9)3.8 电化学阻抗分析 (10)4 结论与展望 (12)4.1 结论 (12)4.2 主要创新点 (12)4.3 展望 (12)参考文献 (13)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要石墨烯由于其十分优异的电学、热学和机械性能及优良的透光率、比表面积大等优势而广泛的受到人们追捧。
尤其是在2004年成功制得稳定存在的石墨烯之后，更是兴起了一股研究石墨烯的潮流。
如何成本低廉、面积大、数量丰富、质量优异的制备石墨烯，并将其应用在实际生产中是研究人员努力的目标。
本文主要对这几年中一些改善的或新的石墨烯的制备方法以及其电化学性能做了综述，从中可以看到石墨烯在电学方面存在巨大的发展潜力。
探析功能化石墨烯修饰电化学传感器的应用
检测环境中过氧述"基于功能化石墨烯复合材料修饰的电化学传感
器的应用已经取得一定的进展"尤其是对药物的分析和重金属 离子的检测# 这些传感器既表现出稳定的重现性又展现了良 好的灵敏度#-'. 随着材料技术的发展"功能化石墨烯电化学传 感器的应用前景将更广阔#
%功能化石墨烯 目前"利用石墨烯修饰电化学传感器进行药物分析已有不 少报道# 如刘秀辉等-$. 用涂有 0T氨基己酸氧化石墨烯的玻碳 电极吸附上离子液体制备出电化学传感器# 该传感器用于检 测芦丁"获得良好响应"检出限为 (&(p$%2'I^;*A# & 8 *BP(' 许冰洁等-). 构建了二硫化钼 *多孔石墨烯复合材料修饰的 电化学传感器# 将此传感器用于口服液和花生壳试样中木犀 草素的检测"检测响应良好"灵敏度和抗干扰性强# 崔敏等-(. 用滴涂了钯铜纳米粒子的三维还原氧化石墨烯 制备的电化学传感器"对硝基苯酚进行了检测# 检出限为 %s%5%"I^;*A& 8 *BP(' "传感器的灵敏度高)重现性好"抗干扰 性能强# 梁采云等-3. 将铜纳米粒子电沉积在氧化锌 *石墨烯表面合 成的新型材料"制备了检测硫酸卡那霉素& =7B7' 的电化学传感 器# 该传感器具有较高的灵敏度"检出限为 %&($"I^;*A"用于检 测药物中的 =7B7具较好的稳定性和重现性# "石墨烯基微电极 利用石墨烯修饰的微电极"不仅能降低成本"而且能改善 其电催化活性# 此类传感器广泛应用于多巴胺)重金属离子和 过氧化氢的检测# 贺全国等-5. 基于电化学还原法制备了 G-") 纳米线 *还原 石墨烯复合修饰电极检测多巴胺"传感器性能良好# 王新星 等-0. 采用热还原氧化石墨烯2金纳米颗粒复合材料构建出电化 学传感器# 通过两种纳米材料之间的良好复合和协同作用"提 高了检测重金属铜离子的响应"实现了水样中铜离子的快速) 灵敏)准确检测# 陈立伟等-1. 总结了"近些年国内外同行关于石墨烯修饰微 电极和石墨烯微电极在重金属离子等检测方面取得的研究成 果# 秦瑜等->. 综述了石墨烯基修饰的电化学生物传感器用于
原子层沉积石墨烯薄膜的制备及其电学性能分析
原子层沉积石墨烯薄膜的制备及其电学性能分析石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维薄膜，具有卓越的电学、光学、力学和热学性能，被视为下一代电子器件的重要材料之一。
石墨烯的制备方法有很多，其中原子层沉积是一种有效的方法，它可以在晶体表面上控制单层薄膜的生长，使其具有更好的结晶性和均匀性。
本文将介绍一种基于原子层沉积的石墨烯薄膜制备方法，并对其电学性能进行分析。
一、原子层沉积的石墨烯制备方法1. 制备基底首先要选择适合石墨烯制备的基底，一般采用单晶体硅作为基底。
将硅基片进行清洗处理，除去表面的有机物、粉尘等杂质，然后用氢气等离子体将表面进行去氧化处理，使基底表面呈现出亲水性。
2. 沉积金属薄膜在清洗好的硅基片表面，沉积一层金属薄膜，一般采用镍或铜金属，以作为石墨烯的催化剂。
金属的沉积可以采用电极沉积、热蒸发或磁控溅射等方式。
3. 催化剂活化将沉积好金属薄膜的硅基片放入化学气相沉积(CVD)反应器中，在高温下进行催化剂活化。
将催化剂暴露在氢气或甲烷等气体的作用下，形成一层碳化物或碳纳米管。
这些碳纳米管可以作为石墨烯的种子晶体，在后续的沉积过程中起到重要作用。
4. 石墨烯沉积在催化剂活化好的硅基片上，沉积一层石墨烯。
我们可以采用CVD方法，在反应器中加入甲烷等石墨烯前体气体，在高温下进行反应。
石墨烯会在催化剂上生长，形成单层的石墨烯薄膜。
二、石墨烯薄膜的电学性能分析探究石墨烯的电学性能是石墨烯研究的重要方向之一。
石墨烯的导电性强，穿过石墨烯薄膜的电流密度可以达到约2.5×10^8A/cm2，反映了石墨烯具有极高的载流子迁移率和极低的电阻率。
1. 电场效应石墨烯的电学性能受到电场效应的影响。
通过在石墨烯上施加电压，可以改变石墨烯晶格中碳原子之间的电子分布，从而调节石墨烯的电学性质。
研究表明，在强电场作用下，石墨烯内的电子将发生定向运动，形成电场效应管道，这种现象被称为Klein隧道效应。
2. 纳米带电极研究人员发现，通过在石墨烯薄膜上用电子束刻蚀技术制造微米尺寸的纳米带电极，在两个电极间加电压，可以产生独特的输运物理现象。
石墨烯材料在锂离子电池中的应用
石墨烯材料在锂离子电池中的应用
石墨烯是由碳原子构成的单层六角晶格结构的二维晶体材料，拥有好的导电性、热导
性和机械强度。
由于其优异的物理和化学性质，石墨烯材料在锂离子电池领域得到了广泛
关注和研究。
第一，石墨烯材料的导电性能能够增强电池的电导率，提高电池的充放电效率和容量。
石墨烯接触电极材料表面的情况下，能够增加电极与电解液之间的接触面积，并利用强电
荷相互作用解决电解液中固体氧化物的问题。
这种优异的导电性能促进了锂离子在电极材
料和电解液之间的迁移，从而增加了电池的容量和性能。
第二，石墨烯材料的高表面积和厚度为一原子的单层结构，能够提高电极的比表面积
和电荷密度，从而提高电池的储能密度以及实际放电效率。
石墨烯纳米片在此方面的应用
已经获得了显著的成功。
第三，石墨烯材料的高机械强度和化学惰性，能够为电池提供更高的耐久性和稳定性，并且防止电极材料的破损和失去活性，从而增加了电池的循环寿命。
第四，石墨烯材料能够作为高效的电池保护层，抑制电池中对电极和电解液的不良反应，延长电池的使用寿命。
第五，石墨烯材料结构吸附惰性和阻滞特性，也可以通过吸附电解液中的离子和分子，控制电池的化学反应，提高电池的性能和循环寿命。
由上述分析可以看出，石墨烯材料具有优秀的电化学性能和优异的物理和化学性质，
可以被广泛应用于锂离子电池领域，尤其是在提高电池性能、实现高储能密度和快速充放
电等方面具有重要意义。
随着石墨烯材料的不断发展和实用化，相信石墨烯在锂离子电池
领域的应用将越来越广泛。
壳聚糖石墨烯修饰电极电化学工作原理
壳聚糖石墨烯修饰电极电化学工作原理壳聚糖石墨烯修饰电极电化学工作原理电化学技术是分析研究和利用电化学现象的一门技术。
它的原理是利用溶液中的离子在电极上进行物质转移和电荷转移，继而实现电量的传递，这种技术现在在许多领域中应用广泛。
本文将介绍壳聚糖石墨烯修饰电极电化学工作原理。
一、壳聚糖石墨烯修饰电极的制备与性质壳聚糖石墨烯是一种由壳聚糖和石墨烯组成的复合材料。
它的制备方法通常采用还原法，即通过还原还原剂，将石墨烯氧化物还原成还原态石墨烯，并将其与壳聚糖共混，再使用溶液法制备而成。
壳聚糖石墨烯修饰电极在电化学研究中有着广泛的应用，这是因为它有以下性质：1. 因为石墨烯的存在，壳聚糖石墨烯修饰电极的比表面积相对较大，表面活性位点也相对比较多。
2. 由于其表面的阴离子官能团，壳聚糖石墨烯修饰电极在电解质中存在较好的亲和力，能够促进其与电解质之间的电子转移，从而提高电化学反应的效率。
3. 壳聚糖的存在还使得壳聚糖石墨烯修饰电极对于某些离子有着非常好的选择性吸附能力。
二、壳聚糖石墨烯修饰电极电化学工作原理电化学研究中，壳聚糖石墨烯修饰电极主要有两个重要作用：一是能够大幅度增加电化学反应速率，二是可以使电化学反应发生在低电位下。
具体来说，壳聚糖石墨烯修饰电极在电化学研究中，通常采用三电极系统，包括工作电极、参比电极、计时电极。
当施加一定的电位时，电解质中的阳离子和阴离子将在壳聚糖石墨烯修饰电极表面分别还原和氧化，这会产生一定的电流，通过检测这种电流，可以计算出反应的速率。
壳聚糖的存在还能够促使电化学反应在更低的电位下发生，这一点尤其重要，因为相对于传统的电化学技术而言，低电位下的反应能够更好地保护电极，而且使电化学反应的选择性更好。
三、壳聚糖石墨烯修饰电极的应用由于壳聚糖石墨烯修饰电极具有以上优异的性能，因此可在生物成像、电化学传感器、生物传感器等领域中得到广泛的应用。
当然壳聚糖石墨烯修饰电极产品的应用也越来越广泛，如使用于无损检测材料、药物快速检测等。
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石墨烯在电分析化学中的应用年级：2010级姓名：李秋娟学号：201073010228摘要：评述了石墨烯的现状及其优点，总结了石墨烯在电化学领域、锂离子电池中、在太阳能电池和燃料电池中的应用，并对其未来应该关注的研究领域进行了展望！关键词：石墨烯；石墨烯基复合材料; 锂离子负极材料2004年英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov教授等制备出了石墨烯,他们强行将石墨分离成较小的碎片并从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二,不断重复。
这一过程, 就可以得到越来越薄的石墨薄片，其中部分样品仅由一层碳原子构成石墨烯。
在发现石墨烯以前，理论和实验科学家们都认为完美的二维结构无法在非绝对零度下稳定存在，但是单层二维结构石墨烯却能在实验中被制备出来，这一实验成即在物就立理、化学、材料科学等领域引起了震撼【1】。
自此，在全世界范围内掀起了一股研究石墨烯的新的热潮，相继发现：石墨烯是单层碳原子紧密堆积而形成的炭质新材料，厚度只有0.335nm，是目前世界上最薄的二维材料，其Ｃ－Ｃ键长0.142nm［２］。
石墨烯具有优异的力学、热学和电学性能：强度达130GPa，比世界上最好的钢高100倍，是目前强度最高的材料；热导率可达5000Ｗ·ｍ－１·k－１，是金刚石的３倍［3］；石墨烯载流子迁移率高达15000cm２·Ｖ－１·Ｓ－１，是商用硅片的10倍以上［4］。
石墨烯还有超大的比表面积（2630ｍ２／ｇ）［5］、室温量子霍尔效应［6］和良好的铁磁性［7］，是目前已知的在常温下导电性能最好的材料，电子在其中的运动速度远超过一般导体，达到了光速的1/300［8］。
并且，与碳纳米管相比,石墨烯有完美的杂化结构,大的共轭体系使其电子传输能力很强, 而且合成石墨烯的原料是石墨,价格低廉,这表明石墨烯在应用方面将优于碳纳米管。
与硅相比,石墨烯同样具有独特优势: 硅基的微计算机处理器在室温条件下每秒钟只能执行一定数量的操作,然而电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力,所产生的热量也非常少。
另外,石墨烯本身就是一个良好的导热体,可以很快地散发热量。
由于具有优异的性能, 如果由石墨烯制造电子产品, 则运行的速度可以得到大幅提高。
速度还不是石墨烯的唯一优点。
硅不能分割成小于10 nm的小片, 否则其将失去诱人的电子性能; 与硅相比,石墨烯被分割时其基本物理性能并不改变, 而且其电子性能还有可能异常发挥。
因而, 当硅无法再分割得更小时,比硅还小的石墨烯可继续维持摩尔定律, 从而极有、可能成为硅的替代品推动微电子技术继续向前发展［9］。
石墨烯的结构稳定性与电学性质石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，基本结构单元是稳定的苯六元环。
石墨烯结构非常稳定。
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，碳原子面发生弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，保持了结构稳定，作为sｐ２杂化碳质材料基元结构的单层石墨,石墨烯是由碳六元环组成的二维２Ｄ周期蜂窝状点阵结构它可以翘曲成零维０Ｄ的富勒烯,卷成一维１Ｄ的碳纳米管CＮＴ或者堆垛成三维３Ｄ的石墨,石墨烯这种稳定的晶格结构使其具有异常优异的导电性,石墨烯的价带π电子和导带π*电子相交于费米能级处Ｋ和Ｋ’点,是能隙为零的半导体在费米能级附近其载流子呈现线性的色散关系,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,石墨烯是目前已知导电性能最出色的材料,石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1300远远超过了电子在一般导体中的运动速度,石墨烯特殊的结构使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应等一系列性质。
石墨烯也具有良好的力学、光学和热学性质、具有突出的导热性能300Ｗ/m.Ｋ和力学性能1060ＧＰａ,以及室温下高速的电子迁移率15000ｃm2/Ｖ.ｓ。
石墨烯是真正的表面性固体、理想的单层石墨烯具有超大的比表面积，其理论比表面积高达2600m2/ｇ，而单层石墨烯的比表面积为2630m2/ｇ，大大超过目前应用于电化学双层电容器中的活性炭的比表面积由于石墨烯大的表面体积比和独特的高导电性［10］。
因此，由于石墨烯具有上述优异的性能，使其在电分析化学有了很好的应用前景用前景。
1石墨烯材料在电化学领域中的应用在超级电容器中的应用：碳质材料是最早也是目前研究和应用得很广泛的超级电容器电极材料，自成功制备出石墨烯以来人们开始探究这种ｓp２结构的碳质材料在超级电容器中应用的可能性merylD.Stoller等合成了化学改性石墨烯,具有１个Ｃ原子的厚度, 并在超级电容电池中测试了其性能,结果显示,材料在无机电解液及有机电解液中的比容量分别为135Ｆ/ｇ和99Ｆ/ｇ。
另外，由于材料有高的电导率，使得材料在宽的电压扫描速率下具有好的性能ＳＲＣＶivekchand等,比较了３种方法制备的石墨烯的电容性能,在硫酸电解液中,通过氧化石墨热膨胀法和纳米金刚石转化法得到的石墨烯具有较高的比电容,可以达到117Ｆ/ｇ,在有机电解液中,电压为3.5Ｖ时,其比电容和比能量可以达到71Ｆ/ｇ和31.9Ｗ.ｈ/ｋｇ.石墨烯是完全离散的单层石墨材料,其整个表面可以形成双电层,但是在形成宏观聚集体过程中 ,石墨烯片层之间互相杂乱叠加 ,使得形成有效双电层的面积减少(一般化学法制备获得的石墨烯具有200～1200ｍ２ｇ的表面积). 如果其表面可以完全释放.则将获得远高于多孔炭的比电容.在石墨烯片层叠加而形成宏观体的过程中,形成的孔隙集中在100nm以上,有利于电解液的扩散.纳米复合材料，通过循环伏安法、电极ＦenghuaLi等通过一步法合成石墨烯ＳｎＯ２阻抗谱法测试了材料的超级电容器性能，发现复合材料的循环伏安曲线为矩形，当电压扫描速率增加时，比容量降低很少。
400℃下2h还原氧化石墨合成了石墨烯及Ｗang等通过Ｈummers法制备了氧化石墨,经Ｈ２在石墨烯－聚苯胺复合纸,并对其进行了电化学测试,结果表明该石墨烯基复合纸具有好的拉伸强度12.6ＭＰａ及大而稳定的电化学容量,质量容量233Ｆ/ｇ和体积容量135Ｆ/ｃｍ３这要比石墨烯纸及很多实际应用的碳基电极大得多,石墨烯基复合材料的这些令人感兴趣的特性,必使其成为超级电容器中自由电极最有前途的材料［11］。
２在锂离子电池中的应用目前商业化应用的石墨负极材料比容量较低，已不能满足高比容量电池的要求，因此，开发新型高容量锂离子负极材料很有必要。
1983年，首次建立起以金属锂为正极，碳/石墨材料为负极的锂离子电池体系［12］。
该电池由正极、负极和电解质组成。
充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，通过电解质，插入负极电极材料中，放电时脱/嵌锂方向相反。
碳/石墨材料是目前已经商业化使用的负极材料，其价格便宜，来源丰富，能提供低而平稳的工结构存储锂作电压，性能稳定。
但其比容量较小，每6个碳原子与一个锂离子形成LiC6离子,理论比容量为372mAh/g。
因此需要探索新型的负极材料以满足锂离子电池高比能量、高比功率的需求。
并且石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快，是目前已知导电性最高的材料，比铜高五倍；重量更轻；表面面积是碳纳米管两倍时；比表面积（即单位质量物料所具有的总面积）高；不容易发生置换反应，石墨烯因具有如上特点成为新储能设备的首选。
然而，石墨烯的容量较低而的循环稳定性较差等，因此在把石墨烯与其他材料进行复合，由于石墨烯具有特殊的原子结构和电子结构使其在复合材料中不但表现出优异的力学和电学性能，且具有优良的加工性能，为复合材料提供了更广阔的应用领域。
，特别是在锂离子电池中充当负极材料，在锂离子的脱插过程中，可以在一定程度上缓冲材料体积的伸缩运动，延长材料的循环寿命及增强其性能，在锂离子电池负极材料中具有较好的应用前景。
３在太阳能电池和燃料电池中的应用近年来,太阳能作为一种新型绿色能源受到广泛重视,人们加大了对各种太阳能电池如晶体硅太阳电池、非晶硅薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池和有机染料太阳电池的开发力度. 2004年,Geim研究小组[1]采用胶带剥离法(Scotch Tape Method)首次制备出稳定的石墨烯,引发了人们对石墨烯太阳能电池的探索。
石墨烯的热导率是室温下纯金刚石的3倍（高达5 000 W/ m·K）；石墨烯对近红外、可见光及紫外光均具有优异的透过性，有望用于透明导体及太阳能电池；石墨烯对锂离子的存储能力是石墨的近10倍；石墨烯在高灵敏度传感器和高性能储能器件方面也已经展示出诱人的应用前景。
因此，除了显示出作为超级电容器和锂离子电池的巨大潜力外,石墨烯也在太阳电池、燃料电池方面展现出独特的优势，二维的石墨烯具有良好的透光性和导电性，是替代ＩＴＯ很有潜力的材料，利用石墨烯及其复合材料制作透明导电膜并将其应用于太阳能电池中也成为人们研究的热点Ｗang等将氧化石墨热膨胀后热处理还原得到的石墨烯制作为透明导电膜，应用于染料敏化太阳电池中，取得了较好的结果。
制备的石墨烯透明导电膜的电导率可以达到550Ｓ/ｃｍ在1000～3000nm 的波长范围内,透光率可达７０％以上[11]。
４展望石墨烯具有优异的力学、热学、电学和磁学性能，有望在高性能纳米电子器件、场发射材料、气体传感器、能量储存材料等领域获得广泛应用。
石墨烯的研究持续升温，新的发现不断涌现，但以下几个方面仍是石墨烯研究中值得重点关注的研究领域：一是石墨烯的低成本大规模制备的基础研究，二是石墨烯基复合材料的制备与性能研究，三是石墨烯材料在相关领域的应用。
在今后对石墨烯进行深入研究与开发使其在更多的领域进行发展参考文献：［１］Novoselov K S ，Geim A K ，Ｍorozov ，et al.Electric field effect in atomically thin carbon film ［Ｊ］．Science，2004，360：666-669.［２］Ｇeim A K,Novoselov K S.The rise of graphene［Ｊ］.Ｎature Mater, 2007，6:183-191.［3］Ｂalandin A A, Ghosh S,Bao W Z, et al.Superior thermal conductivity of single-layer graphene［Ｊ］．Nano Lett,2008,8:902-907.［4］Ｃhen J H, Jang C, Xiao S D, etal.lntrinsic and extrinsic performance limits［Ｊ］.Nat Nano- technol,2008,3:206-209.of grapheme devices on SiO2［5］Ｃhae H K, Siberio-Ｐérez D Y, Kim J. A route to high surface area,porosity and inclusion of large molecules in crystals ［Ｊ］ .Nature,2004.427:523_527.［6］Novoselov K S, Jiang Z, Zhang Y,et al.Room-tempera- ture quantum hall effect in graphene［Ｊ］ .Science,2007,315:1379.［7］Wang Y, Huang Y, SongY,et al. Room temperature ferromagnetism of graphene ［Ｊ］.Nano Lett,2009.9:220-224.［8 ］黄毅，陈永胜．石墨烯的功能化及其相关应用［Ｊ］．中国科学Ｂ辑：化学，2009,39(9):887-896.［9］徐秀娟,秦金贵，李振*.石墨烯研究进展.重庆理工大学学报，2009.12:21-12. ［10］吴诗德,宋彦良,等。