刘鸣华

(国家纳米科学中心，北京100190)

三维石墨烯粉体的仿生模板CVD制备：通向高效溶液加工

刘鸣华

(国家纳米科学中心，北京100190)

高质量石墨烯的大批量、低成本生产对加快推动二维晶体材料的工业化进程至关重要。传统的化学剥离法已经可以实现年产量在吨级以上的石墨烯粉体的低成本制备。然而，该法生产的石墨烯往往存在结晶度低、表面残余富氧官能团和金属杂质等问题，片层之间存在的强π－π相互作用，也会给高浓度石墨烯分散液的制备带来困难，这些难题都将导致石墨烯在透明、导电和疏水等方面的优异属性严重降级，限制石墨烯粉体的规模化应用。另一方面，化学气相沉积法已经成为大面积、高品质石墨烯薄膜工业化生产的主流技术，石墨烯薄膜结晶质量已基本可以与微机械剥离法制备的石墨烯相媲美，表现出优良的导电性和透光性，但其成本较高，应用范围也存在一定的局限性。因此，如何兼顾上述两种方法的优势，发展一种高质量石墨烯粉体的低成本、宏量制备方法，成为学术界和工业界的重大挑战。

图1 仿生分级多孔石墨烯粉体生长过程示意图(a)；粉体实物形貌(b)和石墨烯分散液(c)；石墨烯电子显微形貌(d)和拉曼光谱分析比较(e)；棒涂法制备石墨烯透明导电薄膜(f)及面电阻测试(g)；喷墨打印(h)和卷对卷热转印(i)工艺制备的石墨烯薄膜1

最近，北京大学刘忠范-张艳锋课题组1研究人员，提出了一种利用化学气相沉积技术在自然界储量丰富、工业常用的硅藻土表面自限制直接生长石墨烯的方法。……