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　　石墨烯，一种新式二维碳资料，起步于好奇心驱动的基础研究(2010年诺贝尔物理学奖)，有望促进资料、动力和电子信息的协同展开。石墨烯，调集优异的柔韧性、导热、导电、光学、光电和化学安稳性于一身，具有潜在的广泛运用远景。可是单层本征石墨烯的制备并不简单，规划化的制备现在只能挨近本征石墨烯的方式。石墨烯的实践运用与其制备办法和技能展开是密不可分的。

　　寻觅低本钱规划化制备石墨烯的技能是学术界和企业界一起寻求的方针，具有重要的学术含义和工业价值。现在，能晋级制备石墨烯的办法大致分为两大类：第一类是以石墨为质料的液体剥离法，包含石墨氧化剥离、石墨插层-胀大-机械剥离和石墨电化学溶胀剥离等三种办法。该类办法的长处有：质料石墨极其丰富，特别是我国的石墨储量和产量都占世界的70%左右。别的，该类办法规划化出产本钱下降的空间较大。其缺点是石墨烯相对纯洁不行，难以具有量子霍尔效应，难以直接用于高附加值的信息电子方面运用开发。在石墨为质料的石墨烯制备办法中，后起之秀是电化学剥离法。电化学剥离法包含电解进程，制备条件温文，能耗低，制备工艺绿色环保。石墨电极被电解工业界很多运用，因而有望成为工业化出产石墨烯的有用途径。第二类是碳源在固体外表的催化成长法，由含碳化合物在固体基底上高温转化成长而成石墨烯。代表性的是金属基底催化的化学气相堆积办法，别的还有碳化硅基底转化成长办法。该类办法制备的石墨烯质量比第一类更高，但产量小，不能称重，一般以面积计量，能耗高，质料运用率低，本钱相对高。现在，虽然国内外有不少企业从事石墨烯的制备技能开发，可是与石墨烯规划本质运用的要求还有不小的间隔，一是石墨烯的性价比不行高，二是与下流运用的技能联接与兼容有待研制。

　　石墨的电化学剥离是一种新式的石墨烯制备办法。以我国科学院山西煤炭化学研究所707组的研究成果为例，该办法的中心环节是石墨电极电解进程，适宜的电解液和电解条件能使石墨剥离完全，无需经过氧化进程，能够直接制备出少层石墨烯，也能够制备单层石墨烯。并且，电解液能够循环运用，如锂离子电池相同，能屡次充放电，无污染。电化学法制备石墨烯的优势和特色至少有8条：

　　(1)制备条件温文，常温常压，无极点条件;(2)设备投入低，电解液循环运用，制备本钱低;(3)不运用有毒的化学试剂，无污染，不运用浓硫酸，工艺绿色环保;(4)石墨质料运用规划广，能够适用于土状石墨和高品位鳞片原矿;(5)石墨烯质量高，缺点少，不需要再复原或热处理;(6)石墨烯层数可控，石墨烯二维片层巨细可控;(7)石墨烯涣散性好，可加工性好，易于制备导热导电防腐电磁屏蔽等功用涂层;(8)能够原位功用化，制备石墨烯功用化资料。

　　与氧化石墨法比，电化学法不经过氧化复原进程，石墨烯缺点少，晶形好，不必浓硫酸，无暴热效应，无硫酸废液处理问题，工艺绿色环保。与机械剥离法比，石墨烯更薄，能制备单层石墨烯，无需运用球磨，二维片层更大。下面有两个比如直观地阐明该工艺的特色和优势。

　　该类办法乃至能够直接运用于石墨原矿，如从微晶石墨(土状石墨)原矿一步法制备出石墨烯，既为微晶石墨原矿的提纯供给了一种办法，又缩短了石墨烯的制备过程。如图所示，小石墨烯更挨近于炭黑的尺度，单晶形状，易于涣散，比电容量一般超越350毫安时/克，在锂离子电池中会有更好的运用远景。天然石墨是制备宏量石墨烯的最首要质料，但天然石墨一般是从石墨矿经过杂乱程序提取出来的，其间微晶(隐晶质)石墨矿可浮性差而不适合浮选工艺，然后更难以提纯。从石墨原矿直接到石墨烯，大大缩减了工艺流程，下降本钱。

　　电化学办法是一种非氧化剥离石墨的技能线路，我国科学院山西煤炭化学研究所的单层大石墨烯的电化学办法制备的工艺流程见图3。该办法是运用石墨的高导电性和层状结构的可插层性，进行电解溶胀，石墨作为作业电极，选用5～15V的直流电压，强制唆使电解液中溶剂化的离子插层于石墨层间而溶胀石墨，并进一步完结石墨的液相溶剂化层离。然后经过固液别离、涣散纯化等过程。其液体都能够循环运用，无硫酸，绿色环保。石墨烯膜、液体涣散体系和粉体三种根本形状，可依据运用终端运用要求进行调控。

　　电解液的成分配方是要害之一，电解液可分为离子液体、水系和碳酸酯类等体系。早在2010年作者成功将碳酸丙烯酯锂离子作为嵌入试剂剥离阴极石墨得到了具有无缺点的石墨烯，经过高强度超声，使得若干层(2～9层)石墨烯产率到达70%以上。该办法初次报导了石墨制备石墨烯经过非氧化途径的产率达70%以上，引起国内外广泛的重视。

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