汤艳萍，徐　庆，唐睿智，张　帆

(上海交通大学 化学化工学院，上海200240)



二维碳质材料的制备和应用

汤艳萍，徐庆，唐睿智，张帆

(上海交通大学 化学化工学院，上海200240)

二维碳质材料具有碳质材料来源广泛、化学稳定性高、电学性质可调控等优点，而且二维构型的表面效应、小尺寸效应等使其具有特殊的光、电、热、力学和几何性能。本文对石墨烯及其衍生物、多孔炭片、炭布材料等二维碳质材料的制备进行了综述，并且概述了二维碳质材料在污染物吸附、检测和传感、锂离子电池、电容器、催化等领域中的应用，讨论了其发展中的挑战和展望。

二维碳质材料；剥离法；模板法；热解法；纺织法

1　前言

碳是构成自然界生命有机体的基本元素，来源广泛、易加工、化学稳定性高，在生物、环境、电子、催化、传感、气体存储、能源存储与转换领域具有广泛的应用。碳质材料的存在形式丰富多样，主要分为三大类：无定形碳、石墨化碳和金刚石[1,2]。碳原子排列的不同导致了碳质材料不一样的性质。石墨中碳原子与相邻的三个碳原子在平面内以强的共价键相结合形成层状，垂直于平面方向层与层之间以弱的范德华力结合，具有润滑性，呈现黑色，稳定性高；金刚石中每一个碳原子都和其它四个碳原子相连形成体相晶格，具有非常高的硬度，呈现透明状；富勒烯和碳纳米管的发现则进一步开拓了碳质材料的光、电、磁、热、力学和几何性能；特别地，具有超强导电性、导热性、超高比表面积和优异机械性能的石墨烯的成功剥离引发了二维碳质材料的研究热潮，打开了碳质材料科学与技术的新纪元[3]。……