石墨烯及石墨烯浆料的制备方法

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石墨烯的制备方法

    自石墨烯被发现以来，科研人员为能批量稳定地制备石墨烯付出了巨大努力并取得了阶段性成果。石墨烯制备方法主要有:
(1)晶体外延生长法，该法是在极高的真空度下将单晶碳化硅衬底加热至1200～1600℃，使衬底中的硅原子升华析出，过量的碳原子留在基底并重构生成石墨烯，这是目前公认的***有可能实现工业化的方法之一;
(2)化学气相沉积法(CVD)，该法将甲烷等含碳化合物在基底上进行高温分解而重构生成石墨烯，然后除去金属基底得到石墨烯;
(3)化学氧化－还原法，目前以该法制备

    氧化石墨主要有3种途径，即Brodie法、Staudenmaier法及Hummers法。前两者会产生ClO2气体，Hummers氧化还原法反应时间短，产品纯化步骤简单，因此目前的制备方法多基于Hummers氧化还原法。
Hummers氧化还原法制备过程概括为:
①向强酸和强氧化剂混合液加入石墨，反应得到氧化石墨;
②借助外力剥离得到氧化石墨烯(GO);
③通过化学还原、热还原等方法将氧化石墨烯还原得到还原的氧化石墨烯(rGO)。

    上述3种制备方法中，使用CVD法制得的大面积石墨烯片层可以直接覆盖在金属表面用作防腐、保护涂层，而化学氧化－还原法则在涂料领域中更为常用。这是由于在氧化的过程中，将活性含氧基团引入到石墨烯上，为以后的功能化改性提供了活性反应位点，丰富了功能化改性的手段，从而有效提高改性GO与溶剂、聚合物的相容性。