石墨烯
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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。
石墨烯的性质及应用石墨烯是一种由碳原子通过共价键结合形成的二维晶体结构,具有一系列独特的性质和应用潜力。
以下将详细介绍石墨烯的性质和应用。
性质:1. 单层结构:石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体结构,在垂直方向上只有一个原子层,具有单层的特点。
2. 高强度:尽管石墨烯只有一个碳原子层,但其强度非常高。
石墨烯的破断强度远远超过钢铁,是已知最强硬的材料之一。
3. 高导电性:石墨烯的碳原子呈现出类似于蜂窝状的排列方式,使得电子能够在其表面自由传导。
石墨烯的电子迁移率是晶体硅的200倍以上,使得其具有非常高的导电性能。
4. 高热导性:由于石墨烯中的碳原子排列紧密,热量传递效率非常高。
石墨烯的热导率超过铜的13000倍,是已知最高的热导材料之一。
5. 弹性:石墨烯具有非常强的弹性,在拉伸过程中可以扩展到原始长度的20%以上,然后恢复到原始形状。
这种弹性使得石墨烯在柔性电子学和拉伸传感器等领域具有广泛应用。
应用:1. 电子器件:石墨烯的高导电性和高迁移率使其成为制造高速电子器件的理想材料。
石墨烯可以作为传统半导体材料的替代品,用于制造更小、更快的电子元件,如晶体管、电容器和电路等。
2. 透明导电膜:石墨烯具有优异的透明导电性能,可以制备成透明导电膜,用于制造触摸屏、显示器和太阳能电池等设备。
相比于传统的氧化铟锡(ITO)薄膜,石墨烯具有更好的柔性和耐久性。
3. 电池材料:石墨烯可以用作锂离子电池的电极材料,具有高电导性和高比表面积的优势。
石墨烯电极可以提高电池的充放电速度和储能密度,有望在电动汽车和可再生能源储存等领域得到应用。
4. 传感器:石墨烯具有优异的电子迁移率和极高的比表面积,使其成为制造高灵敏传感器的理想材料。
石墨烯传感器可以用于检测气体、压力、湿度和生物分子等,具有快速响应和高灵敏度的特点。
5. 柔性电子学:石墨烯的高强度和高弹性使其成为柔性电子学的重要组成部分。
石墨烯可以制备成柔性电路、柔性显示屏和柔性传感器等,有望应用于可穿戴设备、智能医疗和可卷曲设备等领域。
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石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。
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,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
[1] 由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
中文名石墨烯外文名Graphene 发现时间2004年主要制备方法机械剥离法、气相沉积法、氧化还原法、SiC外延法主要分类单层、双层、少层、多层(厚层)基本特性强度柔韧性、导热导电、光学性质应用领域物理、材料、电子信息、计算机等目录1 研究历史2 理化性质? 物理性质? 化学性质3 制备方法? 粉体生产方法? 薄膜生产方法4 主要分类? 单层石墨烯? 双层石墨烯? 少层石墨烯? 多层石墨烯5 主要应用? 基础研究? 晶体管? 柔性显示屏? 新能源电池? 航空航天? 感光元件? 复合材料6 发展前景? 中国? 美国? 欧洲? 韩国? 西班牙? 日本研究历史编辑实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。
石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
石墨烯概念石墨烯(Graphene)是由一层单原子厚度的碳原子团成的二维薄层结构,它具有无与伦比的特性,为科学和工程技术带来了新的可能性。
作为最薄的材料,它具有高弹性,高电导率和高热导率等独特性能,有望在未来的电子电路中获得应用。
本文的目的是讨论石墨烯的来源,原理,功能,应用和未来发展。
石墨烯是在2004年由安德森大学的Sir Andre Geim和Konstantin Novoselov在石墨表面上观察到的。
他们发现它的概念,并发现它具有密度极高,厚度极薄,伸展性高,强度高,导电性高,热量传导性高,压缩性强等诸多优点。
石墨烯作为一种超材料,其结构可以被认为是两个几何折线图组成的三维空间,即它是一种连接两个折线体的结构。
石墨烯的物理性质可以直观地表示为层状碳原子组成的蜂窝结构,这种蜂窝结构实际上是由大量六角形网格组成的,每个网格由六个碳原子组成。
石墨烯具有独特的性能,主要体现在强度,密度,电导性,热导性,可塑性等方面。
这种材料的强度比碳纤维高出百倍,密度比碳纤维低出百倍,电导性比金属高出一百倍,热导性比碳纤维高出一百倍,可塑性比碳纤维高得多。
因此,石墨烯可供构建出高性能的新型材料,以及用于取代传统材料的结构件。
石墨烯可以用来制备多种电子器件,如超灵敏传感器,高速可编程控制器,新型超纯氧化碳电池,高速纳米芯片,微纳加工设备,和多功能石墨烯半导体。
此外,石墨烯还可以用于制备增强的智能建筑材料,包括紫外线抗性,防火,和抗热和冷却等特性,以及纳米涂料,环境污染控制,气体储存,和液晶显示屏等应用。
未来,由于石墨烯本身独特的特性,它有望在各个领域得到更多的应用,如飞机和高空电子设备,无线电信号传输,智能能源系统,和更高效的电子电路等。
此外,石墨烯有望为解决复杂的物理问题提供解决方案,如价格和容量的优化,多功能领域的应用等。
综上所述,石墨烯是一种全新的材料,由于它具有强度,密度,电导性,热导性,可塑性等优势性质,它可以被广泛用于制备电子器件,增强智能建筑材料,纳米涂料,环境污染控制,气体储存,和液晶显示屏等应用。
引言石墨烯是单层碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶体结构的一种炭质材料,碳原子排列与石墨的单原子层一样。
石墨烯是碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的, 其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环, 这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335nm,仅为头发的二十万分之一,是目前所发现的最薄的二维材料,是构建其他维数炭质材料(如零维富勒烯,一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性及电学质量和优异的电学、力学性能和结晶性。
2004 年, Manchester 大学的Geim 小组首次用机械剥离法获得了单层或薄层的新型石墨烯.石墨烯是一种没有能隙的半导体,具有比硅高 100 倍的载流子迁移率 (2 × 10 5cm 2/v),在室温下具有微米级自由程和大的相干长度,因此石墨烯是纳米电路的理想材料,石墨烯还具有良好的导热性[3000W /(m ·K)] 、高强度(110GPa) 和超大的比表面积(2630mZ /g) 。
这些优异的性能使得石墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域有光明的应用前景。
一、石墨烯的合成目前制备石墨烯的主要方法有: 化学气相沉积法, 微机械剥离法以及液相条件下的有机分子分散法, 溶剂热法和氧化还原法等.化学气相沉积法是以能量激化气体反应先驱物发生化学反应在基底表面形成石墨烯薄膜的一种薄膜成长方法. Keun 等,Kim 等通过 CH4分解,还原 CO等反应生成气态碳原子, 产物沉积在基底表面,生成二维石墨烯薄膜,然而现阶段工艺不成熟及较高的成本限制了其规模应用。
微机械剥离法是采用离子束对物质表面刻蚀,并通过机械力对物质表面进行剥离制备石墨烯 .Geim 等用微机械剥离法从高定向热解石墨上剥离得到单层石墨烯,但由于工艺复杂制备的石墨烯产率低不能够满足工业化需求。
在一定程度上限制了规模化生产。
有机分子分散法是将石墨在有机溶剂中超声分散得到石墨烯的一种方法。
石墨烯综述1.1石墨烯概述石墨烯(Graphene)作为一种平面无机纳米材料,在物理、化学、科技、数码方面的发展都是极具前景的。
它的出现为科学界带来极大的贡献,机械强度高,导热和导电功能极具优势,原材料来源即石墨也相当丰富,是制造聚合复合物的最佳无机纳米技术。
由于石墨烯的运用很广泛,导致在工业界的发展存在很严重的一个问题就是其制作过程规模浩大,所以应该将其合理地分散到相应的聚合物内部,达到均匀分布的效果,同时平衡聚合物之间的作用力。
石墨烯的内部结构是以碳原子以sp 2杂化而成的,是一种单原子结构的平面晶体,其以碳原子为核心的蜂窝状结构。
一个碳原子相应的只与非σ键以外的三个碳原子按照相应的顺序连接,而其他的π则相应的与其他的的碳原子的π电子有机地组成构成离域大π键,在这个离域范围内,电子的移动不受限制,因为此特性使得石墨烯导电性能优异。
另一方面,这样的蜂窝状结构也是其他碳材料的基础构成元素。
如图1-1 所示,单原子层的最外层石墨烯覆盖组成零维的富勒烯,任何形状的石墨烯均可以变化形成壁垒状的管状[1]。
因为在力学规律上,受限于二维晶体的波动性,所以任何状态的石墨烯都不是平整存在的,而是稍有褶皱,不论是沉积在最底层的还是不收区域限制的。
,如图1-2 所示,蒙特卡洛模拟(KMC)做出了相应的验证[3]。
上面所提的褶皱范围在横向和纵向上都存在差异,这种微观褶皱的存在会在一定程度上引起静电,所以单层的会很容易聚集起来。
同时,褶皱的程度也会相应的影响其光电性能[3-6]图1-1. 石墨烯:其他石墨结构碳材料的基本构造单元,可包裹形成零维富勒烯,卷曲形成一维碳纳米管,也可堆叠形成三维的石墨[7]。
Figure 1-1. Graphene: the building material for other graphitic carbon materials. It can be wrapped up into 0D buckyballs, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite[7].图 1-2. 单层石墨烯的典型构象[1]。
石墨烯Graphene一.石墨烯是什么?1.关于2010诺贝尔物理学奖海姆和诺沃肖洛夫他们曾是师生,现在是同事,他们都出生于俄罗斯,都曾在那里学习,也曾一同在荷兰学习和研究,最后他们又一起在英国于2004年第一次用微机械剥离法( Micromechanical cleavage) 获得石墨烯薄片层制备出了石墨烯。
这种神奇材料的诞生使安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。
至此,三维的金刚石、“二维”的石墨、一维的碳纳米管和零维的富勒球(足球烯)就组成了完整的碳家族体系。
2.石墨烯的结构所谓石墨烯,它和石墨有着紧密的联系。
我们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。
当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。
——此即微机械剥离法单层石墨烯就是指只有一个 C 原子层厚度的石墨,C—C 间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。
完美的石墨烯是理想的六边形晶格组成二维晶体结构,利用透射电镜(TEM),原子力显微镜(AFM)研究表明,这些悬浮的石墨烯片层并不是完全平整,他们表现出物质微观状态下固有的粗糙,表面会出现几度的起伏,可能正是这些三维的褶皱巧妙的促使二维晶体结构稳定存在。
石墨烯厚度只有0.335nm,如果我们把20 万片薄膜叠加到一起也只有一根头发丝那么厚。
3.石墨烯的特点及相应的应用它是已知材料中最薄的一种,并且比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
eg.如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的(厚度约100纳米)石墨烯,那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。
换句话说,如果用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重的物品。
————应用:这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣,甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。
题目:石墨烯的结构性能以及研究现状院(部)系材料科学与工程学院所学专业材料工程年级、班级2014级学号2014730056完成人姓名卫明摘要采用对氧化石墨进行高温还原获得石墨烯,通过高速剪切分散法将石墨烯分散到聚二甲基硅氧烷中,固化后得到石墨烯/室温硫化( RTV) 硅橡胶复合材料。
对石墨烯和复合材料的微观形貌进行了表征,并考察了复合材料的性能。
结果表明,所制备石墨烯的厚度为1 ~3 nm,为具有较少层数的石墨烯片层结构;复合材料断面呈微相分离结构,但其差示扫描量热曲线只有1个玻璃化转变温度( Tg ) 。
随着石墨烯用量的增加,复合材料的Tg 升高,结晶熔点降低。
关键词:石墨烯;复合材料;力学性能AbstractGraphene was prepared by reducing graphite oxide with hydrazine hydrate as reductant. Graphenewasdispersed in -polydimethylsiloxane by high-speed shearing dispersion method.The graphene /room temperature vulcanized (RTV) silicone rubber composites were obtained after curing. The micro morphology of graphene and the composites were characterized and the properties of the composites were analyzed. The results showed that the as-prepared graphene nanosheet had fewer layers and its thickness was 1-3 nm. The composites had a microphase separation structure, but its differential scanning calorimetry curve exhibited only one glass transition temperature (Tg) and one crystalline melting point(Tm). With the increase of the content of graphene, Tg increased and Tm decreased.Key words: graphene; composite; mechanical property第一章 前言1. 石墨烯1.1 石墨烯的概述近二十年来,碳纳米材料一直是纳米科技领域中的重要研究课题。
1985年发现的富勒烯(Fullerene)[1](1996年被授予诺贝尔奖)和1991年发现的碳纳米管(Carbon Nanotub)[2],已成为零维和一维碳纳米材料的经典代表,均引发了世界范围的研究热潮。
然而,碳纳米材料家族中二维成员是否稳定存在还是一个谜。
20世纪30年代,Laudau 和Peirels 等物理学家认为,任何准二维晶体中的原子由于其本身的热力学不稳定性,将偏离晶格位置,导致在有限温度下都不可能稳定存在[3-5]。
直到2004年,英国曼切斯特大学的Geim 课题组利用非常简单的胶带剥离石墨的方法首次制备出了稳定的高质量的单层和少数几层石墨烯(Graphene ,也称单层石墨)[6],这一发现不仅证实了二维碳纳米材料的存在,还将碳材料家族进一步充实,形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系,如图1-1所示。
自2004年以来,石墨烯由于其优异的性能而受到了全世界科学家的广泛关注,迅速成为纳米材料研究的国际前沿和热点[7-10]。
图1-1 石墨的同素异形体石墨烯(Graphene )是由碳原子构成的具有单原子层厚度的二维晶体,碳原子之间以sp 2杂化方式互相键合形成蜂窝状晶格网络,其基本结构单元是苯六元环,可看作是一层被剥离的石墨片[11, 12],如图1-2(a)。
石墨烯是世界上最薄的二维材料,其厚度仅为0.35nm ,厚度仅为头发的20万分之一。
石墨烯内部的碳原子由很高键能的大共轭π键相互连接,其碳碳键长度约为0.142nm ,如图1-2(b)所示。
研究发现,当石墨层的层数少于10层时,就Graphite GrapheneFullereneDiamon Carbon Nanotube会表现出较普通三维石墨不同的电子结构。
我们将10层以下的石墨材料(Graphene和Few-layer graphenes)统称为石墨烯材料(Graphenes)[13]。
(a)(b)图1-2 石墨烯微观结构示意图1.2 石墨烯的性能1.2.1石墨烯的力学性能石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。
在试验过程中,他们选取了一些直径在10~20μm的石墨烯微粒作为研究对象。
研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上。
之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力。
研究人员发现,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100nm距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9μN。
据科学家们测算,这一结果相当于要施加55N的压力才能使1μm长的石墨烯断裂。
美国机械工程师Jeffrey教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度:如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。
研究发现石墨烯的断裂强度为130±10GPa,杨氏模量为1.0±0.1TPa,是迄今为止力学强度最高的材料,而且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,所以在外力作用下石墨烯膜有较大的变形范围。
1.2.2 石墨烯的电学性能单原子层的石墨烯具有独特的二维电子特性。
在石墨烯中,每个碳原子都贡献出一个p轨道的电子形成离域π键,这些电子可以在晶体中自由移动,赋予石墨烯非常好的电子传输性能[14]。
实验表明:石墨烯的电子迁移率随温度和载流子浓度的变化很小,仅受限于石墨烯内部的缺陷和本身晶格震动所造成的散射。
在室温和载流子浓度为1012cm−2时,石墨烯的电子迁移率理论上可高达15000cm2·V−1·s−1,这对应于石墨烯的电阻率为10−6Ω·cm,略低于导电性最好的金属银(1.59×10−6Ω·cm),成为世界上最好的导体。
1.2.3 石墨烯的光学性能石墨烯是世界上最薄的材料,其厚度只有0.35nm,这就保证了石墨烯薄膜具有优异的光学性能。
单层石墨烯吸收约2.3%的入射白光,即透光率为97.7%,这是由于石墨烯不寻常的低能量电子结构,在狄拉克点,电子和空穴的圆锥形能带会相遇,因而产生这结果。
这一结果和理论预期高度吻合。
1.3 石墨烯的制备方法1.3.1 微机械剥离法2004年,Geim等首次用微机械剥离法,成功地从高定向热裂解石墨(highly oriented pyrolytic graphite)上剥离并观测到单层石墨烯。
Geim等首先利用离子束在高定向热解石墨表面刻蚀出一个微槽,并将其用光刻胶粘到玻璃衬底上,然后用透明胶带进行反复撕揭,将多余的HOPG去除,随后将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中超声。
再将单晶硅片放入丙酮溶剂中,将单层石墨烯捞出。
由于范德华力或毛细管力,单层石墨烯会吸附在单晶硅片上。
Geim等利用这一方法成功制备了准二维石墨单层并观测到其形貌。
随后Meyer等将微机械剥离法制得的含有单层石墨烯的Si晶片放置于一个经过刻蚀的金属架上,用酸将Si晶片腐蚀掉,成功制备了由金属支架支撑的悬空的单层石墨烯并用透射电镜观测到其形貌。
微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯,但存在产率低和成本高的不足,不满足工业化和规模化生产要求,目前只能作为实验室小规模制备。
1.3.2 外延生长法外延生长法就是在单晶基底上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层,犹如原来的晶体向外延伸了一段。
C Berger等人采用直径为100mm的SiC衬底片,通过热解吸收Si工艺,从SiC衬底获得外延石墨烯材料。
近年来,在实现高质量石墨烯圆片研究方面,尤其是采用较大直径的半绝缘衬底SiC的外延片方面,已获得很大的进展。
2010年2月初,美国宾州州立大学电子光学中心(EOC)研究人员采用Si升华工艺,在高真空中加热SiC,当温度达到1250~1450℃时,SiC片发生热分解,Si升华后,在金属衬底上留下一层碳,形成1~2层石墨烯,制备出100mm的石墨烯晶片。
迄今, 这种方法制作的石墨烯晶体性能仍比不上石墨剥落的石墨烯晶体。
他们采取升华和非升华相结合的方法,继续提高石墨烯圆片的质量和直径(200mm)。
1.3.3 化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积法是利用气态物质在过渡金属表面上进行化学反应,生成固态沉积物的过程。
当前,采用化学气相淀积方法,也是一种获得大面积石墨烯薄膜的有效途径,如在镍、钌等金属衬底上制备石墨烯,其机理是已分解的碳原子扩散进入金属衬底,冷却后将碳原子挤出金属,在表面形成石墨烯;另一种方法是在金属铱或铜的表面上,直接生成石墨烯。
此外,还有将CVD石墨烯膜转换到相关衬底上的方法,即在多晶镍膜上连续生长多层石墨烯,并以镍膜为牺牲层,腐蚀掉镍膜后将多层石墨烯转换到塑料或Si晶片上,获得的石墨烯的迁移率达4000cm2·V-1·s-1,与采用解理体石墨获得的石墨烯迁移率相差无几。
1.3.4 氧化石墨--化学还原法氧化石墨--化学还原法是指将天然石墨在强酸性环境下与强氧化剂相互作用,在石墨片层之间引入含氧官能团,使石墨片层间距扩大成为氧化石墨,然后将氧化石墨配成溶液进行超声剥离形成氧化石墨烯,用硼氢化钠或水合肼等化学还原剂进行还原得到石墨烯。
这种方法制备石墨烯操作简单、产量大,但是制备的石墨烯容易团聚而失去优异的性能。
氧化石墨的合成方法主要有Hummers法和Staudenmaier法。
1.3.5 氧化石墨--高温还原法氧化石墨--高温还原法是将氧化石墨密闭在石英管中,用氩气保护,迅速加热剥离,使氧化石墨上的环氧键、羟基和羧基等含氧官能团分解产生的CO2进入片层间隙中使片层剥离,制得石墨烯。