石墨烯导电膜
两步还原法制备导电石墨烯薄膜
０ 引言
石 墨烯 是 由单层 碳 原 子 紧 密 堆 积 成二 维 蜂 窝 状 晶体 结 构 的一种新 型炭 质材 料 ， 是 自然 界 已知材 料 中 最薄 的 一种 材
料＿ １ ］ 。石 墨烯 被认 为是 构成 其 他 石 墨材 料 的基 本 单 元 ｌ ＿ ２ ］ ， 因
气 相沉 积法是 目前 制备 高质量 石 墨烯 的最 佳 工 艺之 一 ， 也 是 将 石墨烯 应 用于光伏 材 料 中的最 佳 途径 之 一 ｌ ６ ］ 。然 而这 种
ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ．Ｔｈ ｅ ａ ｔ ｏ ｍｉ ｃ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ Ｃ ｔ ｏ（ ）ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ
ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｌ ｍｓ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ＸＰＳ ，Ｒａ ｍａ ｎ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｆ ｏ ｕ ｒ
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材料 导报 Ｂ： 研 究篇
石墨烯技术的应用前景
石墨烯技术的应用前景石墨烯是近年来备受关注的材料，具有优异的导电、导热、力学和化学性质。
在科学家们的不懈努力下，石墨烯制备技术已经得到了较大突破，其广泛的应用前景也逐渐显现出来。
一、电子领域随着芯片制造技术的不断提高，电子产品的性能越来越强大。
而石墨烯作为一种优异的导电材料，则是其应用的一个重要方向。
相比传统的金属导线，石墨烯导线具有更小的线径和更好的导电性，可以大大提高电子产品的传输速度和稳定性。
此外，石墨烯的高透明度也使其成为一种优秀的透明导电膜材料，适用于显示器等电子产品的制造。
二、能源领域随着全球能源消耗的不断增加，石墨烯的应用在能源领域也变得越来越重要。
石墨烯电池作为其中的一种应用，具有高能量密度、长寿命、快速充电等优点，将成为未来可再生能源开发的重要技术之一。
此外，利用石墨烯的吸附性能，可以制造高效的污染物吸附材料，可以用于净水、净空等领域。
三、医疗领域石墨烯的化学稳定性和生物相容性，使其在医疗领域具有巨大的应用前景。
利用石墨烯的导电性和高强度，可以制造医疗器械和人工器官等高科技产品。
同时，石墨烯的吸附性能也为生物医学领域提供了新的思路，可以用于抗生素释放、药物输送等方面。
四、材料领域除了以上提到的领域，石墨烯的应用在材料领域也不容忽视。
利用石墨烯的力学特性和吸附性能，可以制造高强度、轻质的复合材料。
同时，石墨烯的导热性能和高表面积特性，使其可以用于制造高效的散热材料。
综合来看，石墨烯的应用前景十分广阔，涵盖了多个重要领域。
尽管目前存在一些瓶颈问题，例如规模化生产、材料稳定性等方面，但相信随着技术的不断提高和研发团队的不懈努力，石墨烯的发展必将迎来前所未有的机遇。
柔性透明石墨烯膜制备及导电性能研究
本 文提 出一 种制 备高 导 电柔 性石 墨烯 膜 的有 效 方法 ， 种 方法 由液 相 化学 还 原 反应 这
和 阳极氧 化铝 （ ＡＡＯ） 板协 助 的热还原 组成 ． 模 此法 制备 的面 电阻小 பைடு நூலகம் ８ ０ａ／ ５ 平方 ， 对波
长 为 ５ ０ ８ ０Ｆ 的可见 光透光 率为 ８ ， ４－ ４ ｍ ｌ Ｏ／ 这与 Ｃ ９ ６ ＶＤ法 制备 的石 墨烯膜 面 电阻值相 近 ， 而低 于溶 液法制 备 的石 墨烯 膜．
膜． 阳极 氧化铝 （ ＡＡＯ） 模板 在 制备 过 程 中既作 为抽 滤 的滤 网， 又作 为 ： 原 处 热还 理 时支撑 石墨 烯膜 的衬 底 ， 制成 的 柔性 透 明石 墨烯 膜 对 波长 为 ５ Ｏ ８ ０ｎ 的 ４ 一 ４ ｍ
可见光 透光 率为 ８ ， Ｏ／ 面电 阻为 ８０Ｑ／ 方 ， ９ ６ ５ 平 这与化 学 气相 沉 积 法制备 的石 墨 烯 膜 （８—７ ０Ｑ／ ２０ ７ 平方） 近 ， 相 而低 于溶液 法 制备 的石 墨 烯膜 （ 常是 １。 １ 通 Ｏ～ ０
第３卷 第４ ０ 期
２１ ０ ２年 ７月
影 像 科 学 与 光 化 学
Ｉ ｇｎ ｃ ｎｅ ａ ｄ ｈｏｔ ｃ ｅ ｓ ｍａｉｇＳ ｉ ｃ ｎ Ｐ ｏ ｈ ｍｉ ｅ
— —
Ｖ１０ ｏ４ ｏ３ ． Ｎ．
柔 性 透 明石 墨 烯 膜 制 备 及 导 电性 能 研 究
金成勋 ， 李丹丹Ｌ， 愿 ， 涛 钱 俊ｈ， 余 徐 ， 。 只金芳
２ ８９
２０ ９
影
像
科
学
与
光
化
学
第３ Ｏ卷
理， 却未 能将石 墨烯 膜从 石英基 底 转 移到 目标 基 底 上． ｋ Ｅ ａ等 采用 纤 维 素酯 混 合过 Ｇｏ ｉ ｄ
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。
石墨烯的介绍
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1 石墨烯的基本性质 2 石墨烯的制备方法 3 石墨烯的应用领域 4 结论与展望
石墨烯的介绍
石墨烯是一种由碳原子组成 的二维材料，它是单层石墨 的片状结构，具有极高的电 导率、热导率和机械强度
下面我们将详细介绍石墨烯 的基本性质、制备方法、应 用领域以及研究现状
CHAPTER 1
石墨烯的应用领域
能源领域
石墨烯的热导率和电导率都非常高，因此它在能源领域也有广泛的应用。例如，石墨烯可 以用于制造高效能电池和超级电容器等能源器件。此外，石墨烯还可以作为催化剂载体用 于燃料电池等领域
石墨烯的应用领域
生物医学领域
石墨烯具有良好的生物相容性和抗氧化性，因此在生物医学领域也有广泛的应用。例如， 石墨烯可以用于制造药物载体、生物传感器和成像试剂等生物医学器件。此外，石墨烯还 可以作为生物材料用于组织工程等领域
CHAPTER 3
石墨烯的应用领域
石墨烯的应用领域
石墨烯的应用领域
由于石墨烯具有优异 的物理和化学性质， 它在许多领域都有广 泛的应用。以下是石 墨烯的主要应用领域
石墨烯的应用领域
电子器件领域
石墨烯具有很高的电 导率，因此它在电子 器件领域具有广泛的 应用。例如，石墨烯 可以用于制造晶体管 、场效应管、太阳能 电池等电子器件。此 外，石墨烯还可以作 为透明导电膜用于显 示器等领域
CVD法
CVD法是一种常用的制备石墨烯的方法，它是通过加热含碳气体(如甲烷、乙炔等)在基底 表面形成石墨烯。这种方法可以制备大面积、高质量的石墨烯，但需要高温条件和复杂的 设备
石墨烯的制备方法
氧化还原法
氧化还原法是一种通过氧化剂将石墨氧化成氧化石墨，再通过还原剂将氧化石墨还原成石 墨烯的方法。这种方法制备的石墨烯质量较高，但需要使用化学试剂和复杂的工艺流程
石墨烯基电极材料
石墨烯基电极材料
石墨烯基电极材料是一种以石墨烯为主要成分的电极材料，石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化形式构成的二维碳材料，具有优异的电学、力学、热学和化学性能。
石墨烯基电极材料在能源、电子、环境等领域有着广泛的应用。
石墨烯基电极材料的主要类型有以下五种。
1.石墨烯粉末电极：石墨烯粉末具有良好的导电性和较大的比表面积，可以作为电极材料应用于超级电容器、锂离子电池等电化学储能设备。
2.石墨烯薄膜电极：石墨烯薄膜具有较高的机械强度和良好的柔韧性，可以用于制造柔性电极，适用于可穿戴电子设备和柔性电池。
3.石墨烯纳米带电极：石墨烯纳米带具有确定的维度和优异的电子传输性能，可以用于制造高性能的电化学传感器和晶体管。
4.石墨烯量子点电极：石墨烯量子点具有较小的尺寸和独特的量子效应，可以用于制造高性能的光电子器件和生物传感器。
5.石墨烯复合电极：石墨烯与其他材料（如金属氧化物、导电聚合物等）复合，可以制备出具有优异性能的复合电极材料，应用于超级电容器、锂离子电池等。
石墨烯基电极材料在能源领域具有广泛的应用前景，如超级电容器、锂离子电池、燃料电池等电化学储能设备，可以提高能源转换和存储的效率，减少能源消耗和环境污染。
此外，石墨烯基电极材料还具有较高的机械强度和良好的柔韧性，可以用于制造可穿戴电子设备和柔性电池，满足不断增长的智能化、便携化和柔性化需求。
石墨烯作为导电添加剂在润滑下的摩擦学性能和导电性能
石墨烯作为导电添加剂在润滑下的摩擦学性能和导电性能3.1引言电力复合脂的组成成分可以分为基础油成分和稠化剂成分以及添加剂成分，它的本质可以说也是一种润滑脂。
其具有多种不同的名字，比如导电脂、抗氧化剂、电接触用油脂、电力复合脂或导电膏等不同的称呼。
电力复合脂的形成步骤主要如下：选择矿物油作为合成电力复合脂的基础油，然后通过调化剂进行增稠操作，至于添加剂则是视情况而定，接着进行改性操作->均匀分散操作->研磨均化操作，就可以得到半固体润滑材料。
而这里我们最需要注意的就是添加剂，因为它对于半固体润滑材料造成的影响是最大的，不过，我国在这方面的技术已经趋于成熟，经过30多年的发展，我国已经可以独自研发制作各种性能的半固体润滑材料。
如果要说到电力复合脂所具有的导电能力，不得不谈到的是“隧道效应”。
所谓的隧道效应具体是指电子在电力复合脂内进行流动的物理现象，具体来说，如果金属电子想要逃逸出去，其具有的势能一定要大于电子的逃逸势能，如果能量不够，则一定需要外界的能量来补充。
当电子层本身的势能小于空气层所具有的的势能，那么二侧会形成势垒，大小为U；而这个时候电子在绝缘层本身所具有的动能大小为E，当电子的动能E＜势垒U时，，电子依旧会发生从绝缘层的一段穿越到另一端的现象，这种现象通常被科学界称之为“隧道效应。
电力复合脂由于其优良的导电性能，可以用在很多连接的链接处，比如用在导体的连接处的时候，一方面由于含有油脂可以减少摩擦，并且防腐蚀；另一方面良好的导电性，使得电力设备可以更加稳定并且更加安全的运行。
当用在电连接的接续处的时候，因为电力复合脂是一种半固体半液体的的物质，可以完全覆盖电连接的接续处的缝隙；这个时候由于电力复合脂良好的导电性能，进而使得实质上的通电的物质的面积也增大了，也就达到了一种更好的通电状态，从传统的＂点接触＂通电进一步转变为＂面接触＂的状态，进而减小了收缩电阻。
具体的工作情况如图3-1所示：图3-1 收缩电阻示意图此外，电力复合脂的使用还可以降低金具、夹具的微振动效应，降低局部异常事故发生的概率。
石墨烯薄膜的性能测试方法（国标征求稿）
石墨烯薄膜的性能测试方法1 范围本标准规定了在常温常压大气环境下使用直排四探针法测量石墨烯薄膜方块电阻的方法、原子力显微术测定石墨烯薄膜厚度的方法、吸收光谱法测量石墨烯薄膜试样透光性的方法以及石墨烯薄膜的雾度测试方法。
本标准测试方法适用于透明且绝缘基底上或者能自支撑的石墨烯薄膜及石墨烯基薄膜试样。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 26074-2008 锗单晶电阻率直流四探针测量方法GB/T 2410-2008 透明塑料透光率和雾度的测定GB/T 30544.13-2018 纳米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材料3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1石墨烯graphene有一个碳原子与周围三个碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层。
注引用GB/T 30544.13-2018中3.1.2.1中术语。
3.2石墨烯基薄膜graphene-based thin films含有石墨烯成分的薄膜或复合薄膜。
3.3方块电阻square resistance一个正方形的薄膜导电材料一边到对边之间的电阻。
3.4直排四探针法four-probe method利用等间距直线排列的四根探针测量薄膜方块电阻的方法，测量过程中远端两根探针之间通电流，测量中间两根探针之间的电压。
3.5透光率luminous transmittance透过试样的光通量与射到试样上的光通量之比，用百分数(%)表示。
注引用GB/T 2410-2008中3.2术语。
3.6雾度haze透过试样而偏离入射光方向(2.5°角以上)的漫散射光通量与透射光通量之比，用百分数(%)表示。
注引用GB/T 2410-2008中3.1术语。
3.7物体色Object Color光被物体反射或透射后的颜色，用三刺激值和色品坐标表示。
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石墨烯导电膜
石墨烯导电膜是一种由石墨烯材料制成的具有优异导电性能的薄膜。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构，具有极高的导电能力和热传导性能。
这种独特的结构和性质使得石墨烯在电子器件、传感器、能源储存等领域具有巨大的应用潜力。
石墨烯导电膜的制备方法多种多样，常见的方法包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等。
机械剥离法是最早发现的制备石墨烯的方法之一，通过使用胶带或其他粘性材料将石墨烯从石墨晶体表面剥离得到。
化学气相沉积法是一种通过在金属基底上分解碳源气体来制备石墨烯的方法，可以实现大面积、高质量的石墨烯制备。
化学还原法则是利用还原剂将氧化石墨烯还原为石墨烯的方法，该方法简单易行，适用于大规模生产。
石墨烯导电膜具有优异的导电性能，其电子迁移率高达100,000 cm²/Vs，是传统导电膜的几十倍甚至上百倍。
这使得石墨烯导电膜在柔性电子器件、触摸屏、导电涂料等领域得到广泛应用。
例如，石墨烯导电膜可以用于制备柔性显示屏，具有高透明度和良好的柔韧性，可用于曲面显示器件。
此外，石墨烯导电膜还可以作为太阳能电池的电极材料，提高太阳能电池的光电转换效率。
石墨烯导电膜还具有优异的热传导性能，热导率达到3000 W/mK，是铜的几倍。
这使得石墨烯导电膜可以应用于热管理领域，例如制
备高效的散热材料、热界面材料等。
此外，石墨烯导电膜还可以用于制备传感器，例如压力传感器、光敏传感器等，具有高灵敏度和快速响应的特点。
尽管石墨烯导电膜具有许多优异性能，但其在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，石墨烯的制备成本较高，限制了其大规模商业化生产。
其次，石墨烯导电膜的稳定性有待提高，容易受到环境中的湿气、氧气等因素的影响而失去导电性能。
此外，石墨烯导电膜的可靠性和耐久性也需要进一步改进，以满足实际应用的需求。
石墨烯导电膜作为一种具有优异导电性能的薄膜材料，在电子器件、传感器、能源储存等领域具有广泛的应用前景。
随着制备技术的不断改进和成本的下降，石墨烯导电膜有望在更多领域展现其独特的优势，推动相关领域的技术进步和产业发展。