石墨烯的合成与转移

化学气相沉积（CVD）法是近年来发展起来的，制备石墨烯的新方法，采用该法制备的石墨烯具有质量高尺寸大等优点，是实现工业化生产潜力最大的方法之一。

CVD法制备石墨烯的步骤石墨烯在金属催化剂表面的CVD 生长是一个复杂的多相催化反应体系。

该过程主要涉及以下几个基元步骤：(1) 烃类碳源在金属催化剂基底上的吸附与分解；(2) 表面碳原子向催化剂体相内的溶解以及在体相中的扩散；(3) 降温过程中碳原子从催化剂体相向表面的析出；(4) 碳原子在催化剂表面的成核及二维重构，生成石墨烯。

化学气相沉积生长石墨烯的基本步骤：（1）碳源在催化剂表面吸附；（2）碳源脱附；（3）碳源的脱氢分解；（4）碳原子在催化剂表面的迁移；（5）碳原子在表面直接成核并生长成石墨烯；（6）碳原子在高温下溶入金属体相；（7）碳原子在金属体内扩散；（8）降温，碳原子从金属体相中析出，并在表面成核生长石墨烯。

CVD法生成石墨烯的机理首先碳源在催化剂表层分解，形成碳原子，形成的碳原子一部分在催化剂表面直接成核形成石墨烯，另一部分碳原子渗透进入催化剂体相，并和金属形成合金。

当温度降低，碳在催化剂体相中的溶解度降低，高温时渗透进入的体相的碳原子就在催化剂表面析出，并优先在晶界、台阶等缺陷处成核形成石墨烯。

除去扩散进入金属体相的碳原子，碳源分解生成的部分碳原子会在金属表面直接形成石墨烯。

这是一个表面催化的过程，对于溶碳量较低的金属(如Cu)，其上石墨烯的生长主要遵循这种机理。

CVD生长石墨烯主要包括两个路径，一个路径是“直接生长”，催化裂解出来的碳原子直接在催化剂表面成核、进而生长成石墨烯薄膜；另一个路径则是“迂回生长”，催化裂解的表面碳原子渗透进入体相溶解后，再在表面析出，成核生长形成石墨烯薄膜。

两个平行生长路径的贡献，取决于金属催化剂的溶碳能力、金属碳化物的生成及其在生长温度下的化学稳定性。

CVD法制备石墨烯碳源的选择在金属催化基底作用下，常选用气态烃类碳源特别是甲烷(CH4)作为前驱体,用来生长单层石墨烯。

石墨烯的制备及其在铅酸电池中的应用石沫;杨新新;周明明;吴亮;柯娃;李厚训;戴贵平【摘要】添加炭材料能够明显地提高铅酸电池的性能。

石墨烯是具有独特平面二维结构的炭材料，具有很多优异的性能，如良好的导电性和很高的比表面积。

本文综述了石墨烯的制备方法，并对目前石墨烯在铅酸电池中的应用情况进行了研究和总结。

%Carbon materials can significantly improve the performance of lead-acid batteries. Graphene is a kind of carbon materials with unique two-dimensional structure, which has a lot of excellent performance, such as good electrical conductivity and high speciifc surface area. This paper reviews the preparation methods of graphene, and its application in lead-acid batteries.【期刊名称】《蓄电池》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P142-145)【关键词】炭材料;石墨烯;导电性;铅酸电池【作者】石沫;杨新新;周明明;吴亮;柯娃;李厚训;戴贵平【作者单位】超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100;超威电源有限公司研究院，浙江湖州313100【正文语种】中文【中图分类】TM912.1石墨烯是碳原子紧密堆积的二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，碳原子排列呈平面六边形结构，在二维平面上每个碳原子以 sp2杂化轨道相连接[1]。

大面积石墨烯的合成与转移实验石墨烯(Graphene)是一种由碳原子组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料.它的出现引起了全世界的研究热潮,并且以惊人的速度在发展。

它不但对物理化学方面的纳米技术产生了重大影响，而且对材料科学和工程以及各个学科之间的纳米技术也产生了重大的影响。

本实验中，大面积石墨烯的合成是通过化学气相沉积法（CVD）来合成，石墨烯的转移主要采用湿法转移来实现.【实验目的】1、理解利用化学气相沉积法合成纳米材料的方法；2、熟悉双温区管式炉的操作；3、掌握大面积石墨烯合成的过程；4、掌握大面积石墨烯的湿法转移过程。

【实验原理】1、化学气相沉积(CVD）的基本原理化学气相沉积是一种化学气相生长法，简称CVD （Chemical Vapor Deposition)技术。

这种方法是把含有构成薄膜元素的一种或者几种化合物的单质气体提供给基片，利用加热、等离子体、紫外线乃至激光等能源，借助气相作用或者基片表面的化学反应（热分解或化学合成）生成要求的薄膜.由于CVD法是一种化学合成的方法，所以可以制备多种物质的薄膜。

如各种单晶、多相或非晶态无机薄膜。

CVD法制备薄膜的过程，可分为以下几个主要阶段：（1）反应气体向基片表面扩散；（2)反应气体吸附于表面；(3）在基片表面上发生化学反应；（4）在基片表面产生的气相副产物脱离表面而扩散掉或被真空泵抽走，在基片上留下不会发的固体反应物-薄膜。

2、大面积石墨烯在铜箔上的生长机理对于石墨烯这一新型的二维纳米材料在铜箔上生长的机理来说，暂时还没有确切的理论来解释，但目前比较流行的说法是：表面催化作用是石墨烯在铜箔上生长的主要机制（在镍箔上主要是析出机制），甲烷在铜箔的催化下被分解，碳原子键断裂并在铜箔的表面以sp2杂化键重新形成并连接生成石墨烯（如图1所示为石墨烯制备过程图).上述过程发生在图 1中所示的甲烷分解阶段,而不是在降温阶段。

cvd石墨烯的制备与转移-回复石墨烯是由单层碳原子通过共价键连接而成的二维结构材料。

它具有极高的导电性、热导率和机械强度，且透明度很高，因此在能源、电子、光学等领域具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍石墨烯的制备与转移的步骤。

1. 石墨烯的制备方法目前常用的石墨烯制备方法有机械剥离、化学气相沉积法、化学气液相沉积法和纳米碳颗粒还原法等。

其中，机械剥离法是一种简单易行的方法，可以通过机械手段将石墨材料剥离为单层石墨烯。

而化学气相沉积法和化学气液相沉积法则可以在大规模制备石墨烯。

2. 机械剥离法制备石墨烯机械剥离法是通过机械手段将石墨材料剥离为单层石墨烯。

首先，选取一段石墨材料，例如石墨矿石或石墨石。

然后，使用胶带将石墨材料粘贴在平滑的固体表面上。

再用另一块胶带迅速撕下，这样会将石墨材料剥离成较薄的层次，重复多次可以得到单层石墨烯。

3. 化学气相沉积法制备石墨烯化学气相沉积法是通过在高温环境下将气态碳源分解并沉积在基底上制备石墨烯。

首先，将金属基底（如铜、镍等）放入石墨炉中，在高温下预处理金属基底。

然后，在高温下加入适量的碳源气体（如甲烷、乙烯等），使其分解生成碳原子。

这些碳原子会在金属基底表面沉积并形成石墨烯。

4. 化学气液相沉积法制备石墨烯化学气液相沉积法是在有机溶剂中溶解石墨氧化物，并通过还原剂还原制备石墨烯。

首先，在有机溶剂中溶解石墨氧化物，形成石墨烯预体溶液。

然后，加入适量的还原剂，如乙醇、异丙醇等，使溶液中的石墨氧化物还原为石墨烯。

最后，通过过滤或离心等方法将石墨烯分离出来。

5. 石墨烯的转移方法在石墨烯制备完成后，需要将其从基底上转移到目标基底上。

常用的转移方法有胶带法、湿法转移法和干法转移法等。

胶带法是最简单的方法，将石墨烯暴露在基底上，再用胶带迅速撕下，将石墨烯剥离。

湿法转移法是在石墨烯和目标基底之间涂覆一层水溶性的胶体，如聚酯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等，然后将水溶液极速蒸发，使石墨烯沉积在目标基底上。

石墨烯生产工艺石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有很高的导热性、导电性和强度，广泛应用于能源、电子、生物医药等领域。

石墨烯的生产工艺主要包括机械剥离法、氧化还原法和化学气相沉积法。

机械剥离法是最早发现的石墨烯制备方法，其原理是通过使用粘性剥离带或胶带来从石墨材料上剥离出石墨烯薄片。

这种方法的优势是简单易行、节约成本，适用于小规模生产。

然而，机械剥离法产量低，无法满足大规模应用的需求。

氧化还原法是一种利用氧化物的还原反应来制备石墨烯的方法。

首先，通过石墨氧化剂对石墨材料进行氧化处理，生成氧化石墨。

然后，将氧化石墨通过热处理还原为石墨烯。

氧化还原法可以生产高质量、大面积的石墨烯，但需要使用较高温度和较长时间进行处理，成本较高。

化学气相沉积法是一种通过在金属基片上使用化学气相沉积技术来制备石墨烯的方法。

这种方法首先在金属基片上化学气相沉积一层碳源材料，如甲烷或乙炔。

然后，利用高温和催化剂的作用，使碳源材料在基片上形成石墨烯层。

化学气相沉积法可以生产高质量、大面积的石墨烯，且可以控制石墨烯的厚度和结构。

然而，该方法需要较昂贵的设备和较复杂的工艺流程。

除了以上三种主要的石墨烯生产工艺外，还有一些其他辅助工艺被用于改善石墨烯的质量和性能。

例如，化学还原法可以通过在石墨烯表面引入还原剂来修复石墨烯的缺陷并改善其导电性。

等离子体刻蚀可以用于剥离石墨烯的基片，使其可以在不同的基片上转移到。

总之，石墨烯的生产工艺多样，每种工艺都有其优缺点。

在实际生产中，选择适合自身条件和需求的工艺是非常重要的。

随着对石墨烯应用的不断研究和发展，相信会有更多更高效的石墨烯生产工艺被不断探索和应用。

cvd石墨烯的制备与转移如何制备和转移cvd石墨烯。

第一步：制备cvd石墨烯的原料要制备cvd石墨烯，首先需要准备一些原料和设备。

以下是制备cvd石墨烯所需的材料和设备：1. 金属基底：常用的金属基底有铜、镍和钯等。

金属基底需要具有良好的热传导性和机械稳定性。

在制备cvd石墨烯时，金属基底扮演着催化剂的角色，帮助在基底上生长石墨烯晶格。

2. 石墨烯前体材料：常用的石墨烯前体材料有甲烷和乙烯等。

这些化学物质经过热解后可以产生碳原子并沉积在金属基底上，形成石墨烯晶格。

3. 反应室：反应室是用于进行化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）的设备。

反应室内需要保持高温和低压条件，并通过控制气体流量来调节石墨烯的生长速率和质量。

第二步：cvd石墨烯的制备过程一般来说，将金属基底放置在反应室中，加热到适当的温度（通常是1000-1200摄氏度）。

然后，在反应室中引入石墨烯前体材料和载气（一般为氩气或氢气），并保持适当的压力和流量。

石墨烯前体材料会在金属基底表面热解，产生碳原子，并随后沉积在金属基底上，形成石墨烯晶格。

这个过程中的关键是控制反应室内的温度、压力和气体流量。

适当的参数设置可以保障石墨烯的生长质量和速率。

此外，选择合适的石墨烯前体材料和金属基底也会影响石墨烯的质量。

第三步：转移cvd石墨烯cvd石墨烯通常是在金属基底上生长的，但通常并不需要将石墨烯保留在金属上。

因此，转移石墨烯是制备好的石墨烯材料的下一步。

以下是一种常用的方法用于cvd石墨烯的转移：1. 清洗金属基底：在将石墨烯转移到其他基底之前，需要先清洗金属基底。

可以使用溶剂（如乙醇）清洗去除表面的杂质。

2. 转移膜技术：转移膜技术是一种常用的方法，用于将石墨烯从金属基底上转移到其他基底上。

这种技术通常涉及到以下几个步骤：a. 将粘性材料施加在石墨烯和基底之间，形成一层粘合剂。

b. 轻轻将另一个基底压在粘合剂上，使其黏附在石墨烯上。

cvd石墨烯的制备与转移CVD石墨烯的制备与转移引言：石墨烯作为一种二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能，在电子器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

其中，化学气相沉积（CVD）是一种常用的制备方法，可以在金属衬底上快速高效地合成大面积的石墨烯薄膜。

本文将重点介绍CVD石墨烯的制备过程以及转移技术。

一、CVD石墨烯的制备过程1. 基本原理CVD石墨烯的制备是通过在高温环境下使碳源气体分解生成石墨烯，并在金属衬底表面沉积形成薄膜。

常用的碳源气体有甲烷、乙烯等。

在高温条件下，碳源气体分解生成碳原子，然后在金属表面进行扩散和聚合，最终形成石墨烯结构。

2. 制备步骤（1）准备金属衬底：常用的金属衬底有镍、铜等。

首先需要对金属衬底进行表面处理，以提高石墨烯的生长质量。

（2）预处理：将金属衬底放入热处理炉中，在惰性气氛下进行退火处理，去除表面氧化物等杂质。

（3）生长条件设置：将处理后的金属衬底放入石墨炉中，加热到适当的温度。

同时，通过注入碳源气体和惰性气氛来控制反应气氛。

（4）生长时间控制：根据需要得到的石墨烯薄膜厚度，控制反应时间。

一般情况下，生长时间越长，石墨烯的厚度越大。

（5）冷却处理：将反应结束后的金属衬底冷却至室温，取出即可得到CVD生长的石墨烯。

二、CVD石墨烯的转移技术将CVD生长的石墨烯从金属衬底上转移到目标衬底上是进行后续器件制备的关键步骤。

常用的转移技术有机械剥离法、热释放法和湿法转移法。

1. 机械剥离法机械剥离法是最早被采用的一种石墨烯转移技术。

通过在石墨烯上涂覆一层粘性较弱的聚合物，然后用胶带或支撑材料将石墨烯剥离下来，再将其转移到目标衬底上。

这种方法操作简单，但对石墨烯的质量和完整性要求较高。

2. 热释放法热释放法通过在金属衬底上生长一层较厚的二硫化钼（MoS2）薄膜，然后通过加热使MoS2与金属衬底分离，从而将石墨烯转移到目标衬底上。

这种方法相对较容易实现，但需要使用高温来实现MoS2与金属衬底的分离。

石墨烯生产工艺流程石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体材料，具有极高的导电性、热导性和强度，被认为是未来科技领域的重要材料之一。

下面将介绍石墨烯的生产工艺流程。

石墨烯的生产可以通过机械剥离法、化学气相沉积法和化学氧化还原法等多种方法实现，其中机械剥离法是最早被发现和广泛应用的方法之一。

机械剥离法利用石墨材料的层状结构，通过在石墨表面撕开石墨层之间的键合力，剥离出单层石墨烯。

首先，选取合适的石墨材料，通常是石墨矿石或石墨粉末。

然后，将石墨材料放置在一个具有粘性的基底上，如胶水、胶带或聚甲基丙烯酸酯等。

再加上适当的力度进行剥离，就可以得到单层的石墨烯薄膜。

最后，将石墨烯薄膜转移到目标基底上，如硅片、玻璃片等。

这种方法简单易行，但产量较低，适用于研究和实验室规模的生产。

化学气相沉积法是一种常用的大规模石墨烯制备方法。

它是通过在具有高温的反应室中，将碳源沉积到基底上，形成石墨烯。

首先，选择适当的碳源物质，如甲烷。

然后，将碳源以一定的流量供给到高温反应室中，一般在1000℃以上。

在高温下，碳源分解生成碳原子，然后通过热解的碳原子重新组合成石墨烯的结构。

最后，将得到的石墨烯薄膜转移到目标基底上。

化学氧化还原法是通过利用化学反应将石墨材料氧化，再将氧化的石墨还原得到石墨烯。

首先，将石墨材料与氧化剂搅拌，使其与石墨发生反应生成氧化石墨，例如硫酸和氧化剂混合。

然后，将氧化石墨与还原剂反应，如加热处理或化学还原剂处理，将氧化石墨还原成石墨烯。

最后，将得到的石墨烯转移到目标基底上。

除了以上介绍的方法，还有一些其他的石墨烯生产方法，如气体剥离法、电化学剥离法等。

这些方法各有特点和适用范围，可以根据实际需要选择使用。

总而言之，石墨烯的生产工艺流程包括选择合适的原材料，进行剥离、化学反应和基底转移等步骤。

随着石墨烯的广泛应用，相关的生产工艺也在不断发展和完善，以满足不同规模和需求的生产要求。

过 １ ５ ０ ０ ０ ｃ ｍ ／ （ ｖ・ Ｓ ） ，在温 度 为 ４ Ｋ时 ，电子迁 移 率
约为 ６ ０ ０ ０ ０ ｃ ｍ ／ （ ｖ・ Ｓ ） ｐ ］ 。该 法能 够得 到 晶型 完整 的
石 墨烯 ，但 是 效率 很 低 ，不 能 用于 大规 模 生产 。现
阶段机械法有 了新的发展 ，如球磨法、三辊机械剥
从而 形成 极 薄 的石 墨 层 ，研究 结 果表 明该 方 法能 可 控地 制备 出单 层或 是 多层石 墨 烯 。
金 属 催 化 外 延 生 长 法 是 在 超 高 真 空 下 将 碳 氢
制 备石 墨烯 的 方法 。Ｌｉ 【 ６ ］ 等 人选 用 ＣＨ 和 Ｈ： 混 合 气 体 ，在 １ ０ ０ ０ ℃ 条件 下 ，在铜 箔表 面 生长 出石 墨 烯 ，得 到 的石 墨 烯 主要 为 单 层 ，将 其 转 移 到 Ｓ ｉ基
经氧 气 或氢 气 刻蚀 处 理得 到 的样 品 ，除去 氧 化物 ，
化学 气相 沉淀 法 （ Ｃ ＶＤ）是 以 甲烷 、乙炔等 作 为 碳 源 ，将平 面 基板 Ｃ ｕ 、Ｎｉ 放 置于 高温 含碳 源 的 气 氛 中进 行化 学 反应 ，反应 持 续一 定 时 间后进 行 冷
却 ，形成 的 固体 沉 积在加 热的 固态 基 体表 面 ，进 而
向裂 解 石墨 ，用等 离 子体 进 行刻 蚀 得到 微槽 ，然后 将其 固定在 玻 璃衬 底 上 ，之 后使 用 胶带 对其 进 行 反
种 ，不 同的 方 法 氧 化 的 程 度 不 同 ，其 中最 常 用 的 为 Ｈｕ ｍｍｅ ｒ ｓ法 ［ 。氧 化石 墨 因含 有极 性 基 团如 羧 基 、羟基 等 ，从 而使 石 墨烯 具 有 强烈 的亲 水性 ，水 分 子 能 插 入 片 层 之 间 ，可 采 用 超 声 将 氧 化 石 墨 完 全 剥 离 ，分 散 在 水 介 质 中 。通 过 化 学 还 原 （ 用 还 原 剂 如 肼 、硼 氢 化 钠 等 ） 、热 还 原 、光 催化 辅 助

石墨烯制方法Hummers法改进的Hummer法制备氧化石墨改进的Hummer法制备氧化石墨:在冰水浴中装配好500ml的反应瓶，将5g石墨粉和5g硝酸钠与200ml浓硫酸混合均匀，搅拌下加入25g高氯酸钾，均匀后，再分数次加入15g高锰酸钾，控制温度不超过20℃，搅拌一段时间后，撤去冰浴，将反应瓶转移至电磁搅拌器上，电磁搅拌持续24h。

之后，搅拌下缓慢加入200ml去离子水，温度升高到98℃左右，搅拌20min后，加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。

然后分次以10000rpm转速离心分离氧化石墨悬浮液，并先后用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到分离液pH=7。

将得到的滤饼真空干燥即得氧化石墨。

氧化石墨的制备工艺流程如图3-1所示。

注：低温反应(＜20℃)中，由于温度很低，硫酸的氧化性比较低，不足以提供插层反应的驱动力，所以，石墨烯原先没有被氧化。

当加入高锰酸钾后，溶液的氧化性增强，石墨烯的边缘首先被氧化。

随着氧化过程的进行和高锰酸钾加入量的增加，石墨里的碳原子平面结构逐渐变成带有正电荷的平面大分子,边缘部分因氧化而发生卷曲。

此时，硫酸氢根离子和硫酸分子逐渐进入石墨层间,形成硫酸-石墨层间化合物。

中温反应(＜40℃)时，硫酸-石墨层间化合物被深度氧化，混合液呈现褐色。

高温反应(90℃-100℃)阶段，残余的浓硫酸与水作用放出大量的热，使混合液温度上升至98℃左右，硫酸-石墨层间化合物发生水解，大量的水进入硫酸-石墨层间化合物的层间，成为层间水并排挤出硫酸，而水中的OH-与硫酸氢根离子发生离子交换作用，置换出部分硫酸氢根离子并与石墨层面上的碳原子相结合，结果使石墨层间距变大，出现石墨烯体积膨胀现象，此时溶液呈亮黄色。

在水洗和干燥过程中，氧化石墨层间的OH-与H+结合以水分子形式脱去，因此产物由金黄色逐渐变成黑色。

石墨烯制备：图3-2为氧化石墨制备石墨烯的工艺流程图。

将氧化石墨研碎，称取300mg分散于60ml去离子水中，得到棕黄色的悬浮液，超声分散1h后得到稳定的胶状悬浮液。

1 将3g石墨粉，2.5g k2S2O8(过硫酸钾)和2.5g P2O5(五氧化二磷)加入到12ml的浓硫酸中，在80o C的温度下强力搅拌4.5h。

（注：80o C以上即可，搅拌过程中时刻注意在水浴中加水，还要注意搅拌子是否转动，不要让溶液溅到内侧小烧杯中）
2 溶液冷却到室温后，将500ml的去离子水加入上述溶液中，静置12h。

（12h左右即可）
3 过滤出悬浮液，清洗、干燥，得到黑色固体。

4 将黑色固体混合120ml浓硫酸和15g的KMnO4，放到20o C一下的冰浴中冷却，然后转移到油浴（或水浴）中，在35o C下强力搅拌2h。

（注：注意添加顺序，浓硫酸和高锰酸钾容易发生爆炸）
5 将产生的黑灰色泥浆缓慢加入250ml的去离子水，再搅拌2h。

（加水时注意，以免发生危险）
6 用20ml（30wt%）的H2O2缓慢加入到溶液中，产生金灰色溶液。

（注：加双氧水要缓慢，以免发生危险）
7 合成产物离心，样品用稀盐酸（1:10）和去离子水清洗，直到溶液ph约为6，然后产物在40o C温度下干燥即可。

石墨烯的制备及转移简介石墨烯的制备方法可分为固相法、液相法和气相法(图1)。

图1石墨烯的制备(a—c)固相法：(a)机械剥离法；(b)SiC上外延生长；(c)等离子体刻蚀打开CNTs获得石墨烯纳米条带；(d—f)溶液法：(d)液相剥离获得氧化石墨烯片；(e)通过热AFM针尖和激光还原GO；(f)单体组装获得不同形貌的GNRs；(g)CVD装置示意图；(h)CVD生长机制：甲烷裂解产生碳；Ni基底溶解和析出碳(左)，铜基底吸附碳(右)；石墨烯的后续生长1、固相法固相法包括机械剥离法和SiC外延法。

胶带机械剥离高定向热解石墨(图1(a))可以获得高质量石墨烯，该方法效率低且成本高。

在单晶SiC上通过真空石墨化外延生长可获得石墨烯(图1(b))。

所获得的外延石墨烯质量高、层数可控，可制备大尺寸的石墨烯，但由于高反应温度和SiC材料的高成本，SiC外延生长石墨烯成本很高，并且无论从产物质量上还是晶粒尺寸上都略逊于机械剥离法获得的石墨烯。

2、液相法氧化还原法是一种常见的液相法制备石墨烯材料的方法，该方法成本低、产量高，但产物有缺陷。

石墨烯衍生材料如氧化石墨烯(graphene oxide，GO)常用液相法制备。

液相法制备的GO溶液在水中可完全分散从而获得几乎独立存在的GO层片的悬浮液(图1(d))。

GO溶液可在多种表面上沉积成膜，还原可得到还原氧化石墨烯(rGO)薄膜。

除使用还原剂外，GO在惰性气体中加热、催化剂辅助光照或高温作用、电还原等也可以还原。

原子力显微镜(AFM)的热针尖、激光束和脉冲微波可以实现精细的局部GO还原(图1(e))。

通过加热AFM探针进行热化学纳米光刻可以获得纳米尺度图样化的rGO，不会造成探针的磨损和样品的破损。

rGO图样的宽度可控制在12—20μm。

激光辐照还原也可以实现rGO图样化。

热探针还原和激光还原GO具有可靠、清洁、快速、易操作的优点。

3、气相法石墨烯应用于电子器件的先决条件是获得高质量、大面积的石墨烯，无论液相法还是机械剥离法都很难获得。

石墨烯制备四种主要方法石墨烯制备技术发展迅速。

石墨烯优良的性能和广泛的应用前景，极大的促进了石墨烯制备技术的快速发展。

自2004年Geim等首次用微机械剥离法制备出石墨烯以来，科研人员又开发出众多制备石墨烯的方法。

其中比较主流的方法有外延生长法、化学气相沉淀CVD 法和氧化石墨还原法等。

现有制法还不能满足石墨烯产业化的要求。

包括微机械剥离法、外延生长法、化学气相沉淀CVD法和氧化石墨还原法在内的众多制备方法目前仍不能满足产业化的要求。

特别是产业化要求石墨烯制备技术能稳定、低成本地生产大面积、纯度高的石墨烯，这一制备技术上的问题至今尚未解决。

微机械剥离法石墨烯首先由微机械剥离法制得。

微机械剥离法即是用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其他表面上进行多次剥离，最终得到单层或数层的石墨烯。

2004年，Geim，Novoselov 等就是通过此方法在世界上首次得到了单层石墨烯，证明了二维晶体结构在常温下是可以存在的。

微机械剥离方法操作简单、制作样本质量高，是当前制取单层高品质石墨烯的主要方法。

但其可控性较差，制得的石墨烯尺寸较小且存在很大的不确定性，同时效率低，成本高，不适合大规模生产。

外延生长法外延生长方法包括碳化硅外延生长法和金属催化外延生长法。

碳化硅外延生长法是指在高温下加热SiC单晶体，使得SiC表面的Si原子被蒸发而脱离表面，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。

金属催化外延生长法是在超高真空条件下将碳氢化合物通入到具有催化活性的过渡金属基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面，通过加热使吸附气体催化脱氢从而制得石墨烯。

气体在吸附过程中可以长满整个金属基底，并且其生长过程为一个自限过程，即基底吸附气体后不会重复吸收，因此，所制备出的石墨烯多为单层，且可以大面积地制备出均匀的石墨烯。

化学气相沉淀CVD法：最具潜力的大规模生产方法CVD法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法。

cvd石墨烯的制备与转移-回复CVD石墨烯的制备与转移石墨烯是由高度有序排列的碳原子构成的二维薄膜，具有出色的电学、热学和力学性能。

由于这些特性，石墨烯在许多领域，如电子学、能源储存和催化剂等方面具有广泛的应用前景。

而其中一种制备石墨烯的技术是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）。

CVD石墨烯的制备过程可以分为以下几个步骤：第一步：基底处理在进行CVD石墨烯制备之前，需要对使用的基底进行处理。

常见的基底材料有金属（如铜）和二氧化硅（SiO2）等。

对于金属基底，通常需要进行化学清洗和退火处理，以去除表面的污染物和应力，获得平整的表面。

对于二氧化硅基底，同样需要进行清洗，然后利用热处理方法提高其亲石墨烯性能。

第二步：反应室设置与前处理在进行CVD石墨烯制备之前，需要搭建一个适合的反应室。

该反应室通常由石英制成，具有较高的耐高温性能。

然后，在反应室中进行预处理，以消除和减少可能影响石墨烯生长的杂质和污染物。

第三步：预热与气体流入在制备CVD石墨烯之前，需要对反应室进行预热，使得反应室内温度达到适宜的反应温度（通常在800C至1000C之间）。

然后，在反应室中通过精确控制的气体流入，将所需的反应物输送到反应室中。

常用的反应气体是甲烷（CH4）。

第四步：石墨烯生长当反应室达到所需的温度并且反应气体进入反应室后，石墨烯开始生长。

石墨烯的生长机制是通过碳原子的化学蒸发沉积在基底表面，然后在基底上形成原子层状结构。

反应室内的反应气体经过化学反应，产生氢气和碳化氢等中间产物，然后通过基底表面的扩散运动，使得碳原子沉积在基底上并形成石墨烯。

第五步：转移到目标基底当石墨烯成功生长在基底上后，需要进行转移将其转移到目标基底上。

常用的转移方法有机械剥离法和化学剥离法。

机械剥离法是通过将石墨烯基底与目标基底接触，并使用粘性胶带或其他方法将石墨烯从原基底上剥离，并贴附到目标基底上。

化学剥离法则是通过在石墨烯与基底之间加入溶剂，如酸或有机溶剂，使得石墨烯与基底之间的黏附力降低，然后通过机械手段将其转移到目标基底上。

cvd石墨烯的制备与转移-回复CVD石墨烯的制备与转移引言：石墨烯（Graphene）是由一层厚度仅为一个原子的碳原子组成的二维材料。

由于其独特的结构与优异的电学、热学和力学性能，石墨烯被广泛认为是革命性的材料之一，具有巨大的应用潜力。

其中，CVD（化学汽相沉积）被广泛应用于石墨烯的制备与转移，本文将一步一步回答关于CVD石墨烯制备与转移的相关问题。

一、什么是CVD石墨烯？CVD（化学汽相沉积）是一种通过在特定条件下将气体反应生成薄膜或二维材料的方法。

在CVD石墨烯的制备过程中，碳源气体会在高温下反应生成石墨烯，并沉积在衬底表面上。

CVD制备石墨烯的方法具有成本低、规模化生产的优势，并且可以在不同类型的衬底上制备石墨烯。

二、CVD石墨烯的制备步骤是什么？1. 衬底制备：选择合适的衬底材料，并进行表面清洗和处理。

常用的衬底材料包括硅（Si）、氮化硅（SiO2）和金属。

2. 衬底预处理：对衬底进行预处理，常用的方法包括聚合甲基丙烯酸甲酯（PMMA）涂覆和高温退火处理。

PMMA涂覆可以提供骨架结构，帮助石墨烯在衬底上定位，而高温退火处理可以去除PMMA并增强石墨烯与衬底之间的粘附力。

3. CVD实验：将预处理过的衬底置于CVD反应室中，建立惰性气氛（通常是氢气和氩气的混合物），然后加入碳源气体（例如甲烷）。

通过控制反应室内的温度和压力，使得碳源气体发生裂解并生成石墨烯。

4. 石墨烯转移：将制备好的石墨烯从衬底上转移到目标基板上。

常用的转移方法包括湿法和干法。

三、CVD石墨烯的转移方法有哪些？湿法转移方法：1. PMMA包裹法：先在石墨烯上涂覆一层PMMA，然后用溶剂将PMMA与衬底分离，最后将石墨烯转移到目标基板上。

2. 热压法：将石墨烯与目标基板通过热压技术转移，利用温度和压力的作用将石墨烯牢固地粘附在目标基板上。

干法转移方法：1. 空气浮法：将石墨烯直接从衬底上剥离，在气氛中浮于空中，然后通过静电吸附将石墨烯转移到目标基板上。

1.1 石墨烯的研究历史1.引言碳元素在自然界中占有重要且独特的地位，在恒星中，三个α粒子的融合导致了碳元素的形成，而这种形成过程又在宇宙中重元素的形成过程中占有重要地位。

碳原子相互连接形成网络构型的能力为有机化学的基础，同样也是生命得以形成的本源。

碳原子本身甚至在大多数情况下都存在复杂的行为，形成各种独特的结构。

如人们早已知晓的石墨与金刚石结构，又如最近才发现的富勒烯和碳纳米管结构。

1985 年富勒烯被发现（1996 年其发现者获诺贝尔奖）以来，纳米结构碳材料在过去的 25 年中一直处于研究的中心位置。

尽管如此众多的结构先后被发现，但碳元素的二维结构在很长一段时间内令人惊奇的没有被发现。

直到2004年，Adre Geim和Novselov宣布了极其简便的制备石墨烯的方法，以及对其物性测量的结果，产生了深远的影响。

2010年，由于石墨烯的发现，Geim和Novselov 被授予诺贝尔物理奖。

石墨烯的早期研究石墨烯作为一个概念由来已久，至少可以追溯到1947年Wallace撰写的那篇开创性的影响深远的文章。

文中 Wallace推导出了石墨烯的布里渊区中K点附近电子结构的E(k)色散关系。

然而，早期学界对碳纳米结构的研究兴趣少之又少。

这点可以由1960年ISI对碳纳米结构每年的发表文章的数量体现出来。

同时，通过计入一定的时间延迟，图中也显示出每种新的碳纳米结构的出现，对文献数量的影响。

单层石墨烯及多层石墨烯实际上在1962年就已经被Boehm制备出来，直到1970年代，才因为在石墨中插入制备化合物的工作为人所知。

他制备石墨烯的方法基于还原氧化石墨烯的基本思想，并广泛地被后人所采用。

Boehm在对石墨烯的早期表征中，采用了X射线衍射的方法，并尝试在特定区域测量其厚度。

虽然1962年得表征手段不如现代技术那么先进，Boehm的工作因为其清晰独到的简介而格外引人注目。

制备单层及多层石墨烯的方法，之后发展了起来，有些方法基于从大块的石墨上剥离出小块来。

石墨烯工艺流程石墨烯作为一种新型二维材料，在材料科学领域具有广泛的应用前景。

其独特的物理和化学性质赋予其出色的导电性、热导率和机械强度，并且具有极高的表面积和高透明度。

下面将介绍石墨烯的制备工艺流程。

石墨烯的制备工艺主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学剥离法等。

其中，机械剥离法是最早被发现的制备石墨烯的方法，在实践中也得到了广泛应用。

机械剥离法的原理是，通过使用胶带或其他粘性材料，将石墨晶体中的石墨层逐层剥离，最终获得单层的石墨烯。

具体的步骤如下：1. 准备石墨晶体：首先需要准备高质量的石墨晶体，可以通过机械研磨或化学氧化还原法等方法得到。

2. 制备基底：在制备石墨烯之前，需要准备一张适宜的基底材料，常用的有硅衬底或玻璃衬底。

3. 涂敷粘性材料：将胶带或其他粘性材料粘贴在基底表面，然后以一定的角度将其撕去。

重复多次，使石墨层剥离。

4. 转移石墨烯：将胶带或其他粘性材料上的石墨烯转移到其他基底上，可以通过静电吸附或干法转移等方法实现。

除了机械剥离法，化学气相沉积法也是制备石墨烯的常用方法之一。

其工艺流程如下：1. 准备衬底：选择适当的衬底，如金属衬底或二氧化硅衬底，并进行必要的表面处理。

2. 制备催化剂：通过化学方法或物理方法，在衬底表面制备一层金属催化剂，如铜、镍或钯。

3. 进行气相沉积：将预处理过的衬底放置在化学气相沉积反应器中，然后通过加热反应器，使金属催化剂表面发生碳源气体的分解，从而实现石墨烯的生长。

4. 清洗和转移：将生长好的石墨烯进行清洗和转移，常用的方法是浸泡在酸溶液中去除催化剂，然后用胶带或其他粘性材料转移到其他基底上。

化学剥离法是制备大面积石墨烯的一种常用方法，其工艺流程如下：1. 制备石墨晶体：同机械剥离法。

2. 涂覆保护层：在石墨晶体表面涂覆一层保护剂，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

3. 酸处理：将涂覆了保护剂的石墨晶体放入浓硝酸或硫酸中，使其发生氧化剥离反应。

反应后，石墨烯层会与保护剂分离。