柳晖

摘 要：石墨烯为当前已知最薄且最坚硬的碳质材料，几乎为全透明物质，仅吸收2.3%的光，属于透明良好导体，故极具应用前景。目前，该材料在制备及应用方面已日渐多元化与功能化，因此，对石墨烯的制备、功能化与化学应用加以探讨极为必要。

关键词：石墨烯；制备；功能化；化学应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.032

0 引言

石墨烯属单层片状二维材料，由碳原子构成、以SP2杂化轨道所构成的呈蜂巢晶格六角型的平面薄膜[1]。石墨烯由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃消格夫于2004年从试验中首次成功分离，至此该材料的单独存在得以证实。二维石墨烯、一维碳纳米管、零维富勒烯三者共同构成碳纳米材料的家族骨干，且三者之间形式上可进行转化。石墨烯其独特结构与优异性能使其应用前景极为广阔。因此，对其制备方法、功能化技术及其在化学应用加以分析意义重大。

1 石墨烯的制备分析

目前石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、溶剂剥离法、氧化还原法、微机械剥离法、外延生长法、电弧法、有机合成法、电化学法等，具体如下所述。

1.1 化学气相沉积法（CVD）

所谓CVD法，指的是反应物质于气态条件下产生化学反应，进而在加热固态基体表生成固态物质，从而实现固体材料的制成的工艺技术[2]。目前，以CVD法进行石墨烯制备时通过将碳氢化合物等含碳气体通入以镍为基片、管状的简易沉积炉中，通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于镍的表面，进而形成石墨烯，再通过轻微化学刻蚀来使镍片与石墨烯薄膜分离，从而获得石墨烯薄膜。……