洪 菲，周立群，黄 莹，宋荷娟，王 婷，罗辛茹,伍 珍

(湖北大学化学化工学院，湖北 武汉 430062)

石墨烯(Graphene，又称单层石墨或二维石墨) 是由碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构，被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1]，所以被称为碳材料之母。人们进行石墨烯的理论研究已有60 多年，然而，直到2004年，英国Manchester大学的Geim小组首次用机械剥离高定向热解石墨(HOPG)才获得了独立存在的高质量石墨烯[2]。石墨烯的发现，充实了碳材料家族，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。石墨烯的理论厚度仅为0.35 nm，是目前所发现的最薄的二维材料[2]，其理论比表面积高达2600 m2·g-1，具有优异的导电性能(3000 W·m-1·K-1)、力学性能(1060 GPa)[3]以及室温下高速的电子迁移率(15 000 cm2·V-1·s-1)[4]。此外，石墨烯还具有优异的光学、热学等特性，因此在场效应晶体管、单分子探测器、功能复合材料、储能材料等方面有着广阔的应用前景。近年来，随着石墨烯制备技术和应用的不断发展，石墨烯的研究越来越受到科学家的广泛关注。

目前石墨烯的制备方法主要有机械剥离法[3]、外延晶体生长法[5]、化学气相沉积法[6]、氧化石墨(GO)的热膨胀法[7]和还原法[8]。而将石墨氧化成氧化石墨，在超声条件下得到单层的氧化石墨溶液，再通过化学还原，已成为制备石墨烯的有效途径。石墨的氧化方法主要有Brodie法、Staudemaier法、Hummers法[9]，均是用无机强质子酸(浓硫酸和发烟HNO3或它们的混合物)处理原始石墨，将强酸小分子插入石墨层间，再用强氧化剂(KMnO4、KClO4等)对其进行氧化。……