石墨烯的制备方法九种，制备石墨烯的方法有哪些

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上一期我们提到初次发现的石墨烯是“撕”出来的，但是随着应用领域的增多“撕”是没有办法满足供应的，只能不断升级制备科技技术，才能制备出大面积、高质量的石墨烯。从2004年Geim等用微机械剥离法首次制备出石墨烯开始，众多科研人员又相继开发出众多制备石墨烯的方法。其中应用比较多的是外延生长法、化学气相沉淀CVD法、危机剥离法和氧化石墨还原法。

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一、外延生长法

外延生长法分为SiC外延生长法和金属外延生长法。SiC外延生长法是一种在高温和超高真空下进行的方法。简单来说SiC在高温的加热下，使得SiC表面的Si原子被蒸发而脱离表面，剩下的C原子进行结构的重组，得到通过SiC基底的石墨烯。

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金属外延生长法是在超高真空条件下将碳氢化合物通入到具有催化活性的过渡金属基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面，通过加热使吸附气体催化脱氢从而制得石墨烯。气体在吸附过程中可以胀满整个基底，并且其生长过程是一个自我限制的过程，基底吸附了足够的气体量以后就不会再重复吸收，所以制备出来的石墨烯为单层并且可以大面积的制备。

二、化学气相沉淀CVD法

化学气相沉淀CVD法是利用气体原料在气相中通过化学反应形成基本粒子并经过成核、生长两个阶段合成薄膜、粒子、晶须或晶体等固体材料的工艺过程。

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化学气相沉淀CVD法是将甲烷、乙醇等碳氢化合物通入到高温加热的金属基底Cu、Li的表面，反应一定的时间以后进行冷却。冷却的过程便会在基底表面形成单层或多层的石墨烯，其实这种方法与外延生长法中的金属外延生长法类似。

三、危机剥离法

微机剥离法是最先制得石墨烯的方法。是用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其它表面上进行多次剥离最终得到单层或多层的石墨烯。

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四、氧化石墨还原法

氧化石墨还原法有三个步骤：氧化、剥离和还原。其中氧化使用的方法大多都是Hummers法、Brodietz法和Staudenmaier法。这三种方法都是先用无机强质子酸，如浓H2SO4、HNO3或者它们的混合物处理原始的石墨粉原料，让强酸的小分子进入到石墨内部层中间，然后用像是高锰酸钾、KCIO4等强氧化剂进行氧化还原。

氧化这一步为剥离提供了前驱物，前驱物里面还伴随着我们制备石墨烯不需要的杂质，所以需要通过搅拌或者超声的方法将之剥离为氧化的单层石墨烯。

石墨烯氧化物中的含氧官能团破坏了石墨烯的共轭π键和结构，让它原本具有的导电能力大幅度的下降，为了让石墨烯达到我们的要求，恢复石墨烯良好的导电能力，我们需要去除氧化石墨烯中的含氧官能团，修复共轭结构，以得到我们需要的石墨烯。因此第三步就要将石墨烯的氧化物进行还原，还原可以使用还原剂直接还原法、固相还原法和催化还原法。

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